Diabolo schrieb:
Hallo,
könnte . Der Strom fließt, wie bekannt sein solle, annähernd mit Lichtgeschwindigkeit .
Die Genaue Anstiegszeit welche dann am Objekt eintrifft müßte in einem Versuchsaufbau geklärt werden. Aber wie gesagt, die annähernd Lichtgeschwindigkeit umfassende Stromgeschwindigkeit sollte doch diesen Versuch recht überflüssig machen.
Phasengeschwindigkeit und Gruppengeschwindigkeit übereinstimmen, weicht die Ausbreitungsgeschwindigkeit in anderen transparenten Medien von der Vakuumlichtgeschwindigkeit ab. In diesen Medien ist die Lichtgeschwindigkeit sowohl abhängig von den elektrischen und magnetischen Eigenschaften des Mediums (Extinktion) als auch von der Frequenz des Lichtes (Dispersion). Zusätzlich tritt in der Regel auch eine Dämpfung des Lichts auf, das heißt die Lichtintensität wird geringer. In der Teilcheninterpretation des Lichtes werden die Photonen ständig von den Atomen oder Molekülen des Materials absorbiert und anschließend wieder emittiert. Bei Dämpfung ist die Emission nicht vollständig.
Im Marschkolonnen-Vergleich könnte man die Dispersion so erklären, dass die Marschierenden verschieden schwer beladen sind (analog zu unterschiedlichen Frequenzen), und je nach Beladung länger oder kürzer in den Gesprächen (Wechselwirkung) mit Passanten (Materie) verharren. Dadurch wird die mittlere Geschwindigkeit abhängig von der Beladung (Frequenz). Die unterschiedlich starke Richtungsänderung bei Brechung lässt sich in diesem vereinfachten Bild allerdings nicht erklären. Dämpfung bedeutet, dass einige der Marschierenden sich nicht aus dem Gespräch lösen können, so dass die Kolonne zahlenmäßig schwächer wird.
Im Vakuum ist der Zusammenhang zwischen der Lichtgeschwindigkeit und der elektrischen Feldkonstante ε0 (Permittivität) und der magnetischen Feldkonstante µ0 (Permeabilität) folgendermaßen gegeben:
c_0 = \frac{1}{\sqrt{\varepsilon_0\cdot\mu_0}}
In einem Medium werden die beiden Feldkonstanten jedoch von dem Material modifiziert. In der mathematischen Beschreibung äußert sich das durch die Multiplikation mit der so genannten relativen Permittivität εr und der relativen Permeabilität µr. Sie stehen für die elektrischen und magnetischen Eigenschaften des Materials und sind materialabhängige Größen. Die Permittivität des Mediums ist nun ε0εr, die Permeabilität µ0µr. Für die Lichtgeschwindigkeit im Medium ergibt sich nun
c = \frac{1}{\sqrt{\varepsilon_0\cdot\varepsilon_{\rm r}\cdot\mu_0\cdot\mu_{\rm r}}} = \frac{c_0}{\sqrt{\varepsilon_{\rm r}\cdot\mu_{\rm r}}}.
In bodennaher Luft ist die Lichtgeschwindigkeit etwa 0,29 ‰ geringer als im Vakuum. In Wasser beziehungsweise Glas wird die Lichtgeschwindigkeit auf etwa 3/4 beziehungsweise 2/3 der Vakuumlichtgeschwindigkeit reduziert. Die exakte Lichtgeschwindigkeit in Materie ist abhängig von der Wellenlänge des betrachteten Lichts.
Das Verhältnis der Geschwindigkeiten in Vakuum und Materie wird als Brechzahl des entsprechenden Mediums bezeichnet. Diese Gleichung wird auch maxwellsche Relation genannt.
n = \frac{c_0}{c} = \sqrt{\varepsilon_{\rm r}\cdot\mu_{\rm r}}
und was soll zuns das jetzt sagen?
die V im kupfer beträgt ca 2/3 von C
