Messung der Lichtgeschwindigkeit

Alesis1234 · Anmeldungsdatum: 06.06.2012 Beiträge: 2

Hallo Leute,

ich hoffe ich bin bei der Kategorie "Elektrik" richtig, da Licht ja auch eine elektromagnetische Welle ist, weil es ja die selben Eigenschaften besitzt.
Ich habe eine Frage zu der Aufgabe 1:

http://s1.directupload.net/images/120606/i4kjbcm3.jpg

Ich weiß ja, dass die Formel v = s/t gilt. Den Abstand zwischen Spiegel habe ich gegeben und auch die Differenz der beiden Lichtwellen. Die zweite Welle kommt etwas später als die erste an und die Differenz gibt sozusagen an um "wieviel später".
Durch experimentieren mit dem Taschenrechner bin ich nur mit v = (Abstand/Differenz) * 2 auf die Lichtgeschwindigkeit gekommen.
Aber ich verstehe nicht wie man überhaupt auf den Lösungsweg kommt. Hättet ihr vielleicht paar Denkanstoße für mich? Oder einen ausführlichen Lösungsweg, wobei diese Aufgabe eigentlich ja nicht so anspruchsvoll ist. Es geht nur um das Verständis.

Schonmal vielen Dank im voraus.

Viele Grüße,
Alesis

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Hi,

die Aufgabe hast du dem Metzler entnommen, wenn ich das richtig sehe, oder?

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Du hast 2 Spiegel, 1.muss ganz nah (Referenzspiegel ist dafür da um Bezugspunkt zu schaffen) und der 2. Spiegel möglichst weit stehen, um möglichst genaues Ergebnis zu bekommen. Faktor 2 bedeutet, dass der Weg 2 Mal(hin und zurück) zu berücksichtigen ist.

Der Rest ist eigentlich simpel. Stell dir vor: bis zu nächstem Ort sind S = 5 km.
Wenn man zu Fuß hin und zurück geht und t1 =2 Stunden braucht um diesen Ort zu besuchen und zurück zu kehren, dann war die Geschwindigkeit des Fußgängers v1 = 2*S/t1 = 2*5km/2h = 5km/h.
Ist man mit dem Fahrrad unterwegs und braucht für hin und zurück nur t2 = 40min =2/3h.
v2 = 2*S/t2 = 2*5km/(2/3)h = 15km/h.

Lichtgeschwindigkeit ist constant und ist c=300000000 m/s =3E8 m/s
Wir wissen, dass das Licht wird für 5 km =5000m = 5E3 m hin und 5km zurück
t3 = 2*S/c =2*5E3/3E8 = 3,33E-5 sek brauchen wird.
Wenn du diese Zeit t3 messen kannst und in obere Formel einsetzt
v3 = *S/t3 = 2*5000/ 3,33E-5=300000000m/s bekommst du
V3=c.
Ich hoffe, ich konnte dir helfen.

Alesis1234 · Anmeldungsdatum: 06.06.2012 Beiträge: 2

Vielen Dank für eure Antworten.

@planck1858.
Ja, genau die Aufgabe wurde dem Metzler entnommen.

@D2 Vielen Dank !
Gibt die Zeitdifferenz 42ns den Weg vom ersten Spiegel zum zweiten Spiegel und wieder zurück an?
Falls ja, ist das ja nur möglich wenn der 1. Spiegel ganz ganz nah an der Empfängerdiode ist. Weil wenn der 1. Spiegel auch etwas weit weg steht, dann dauert es ja bis der Strahl zurückkommt, während der andere Strahl schon auf dem Weg zum 2. Spiegel ist. Wenn der 1. Spiegel allerdings ganz nah ist, dann wird der Strahl sofort zurückreflektiert, während der 2. Strahl gerade mal an Spiegel 1 vorbei ist.
Hoffe ihr versteht mein Problem ^^

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Es werden doch Lichtpulse geschickt.

Vor dem 1. Spiegel kommen diese praktisch sofort zurück, von dem 2. , weit entferntem Spiegel mit Verzögerung. Ich denke vielfaches an Abstand zum 1. Spiegel im Abstand des 2. Spiegels wird gemessen. Je höher diese Zahl n, desto genaue das Ergebnis.
Vom 1- Spiegel kommen n Pulse, von 2. nur 1 pro n Pulse.
Die Zahl n kann man erhöhen, wenn der 1. Spiegel ganz nahe steht und der 2. ganz weit.
Stand der 2 Spiegel über 6 meter entfernt vom 1. Spiegel?
War der 1. Spiegel 15 cm entfernt von der Lichtdiode?
Dann hat der 1.Strahl 1ms gebraucht um zurückzukehren.