Licht + sich bewegendes Wasser

Wissenschaft Physik
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Nur zur Überprüfungs:

Wenn Licht nicht-senkrecht aus der Luft in ruhendes Wasser strahlt wird das Licht gebrochen.

Jetzt der kritische Punkt:

Wenn ich jetzt in Gedanken hergehe und das komplette ruhende Wasser (in dem der Lichtstrahl nun ist) zb 5cm nach links verschiebe, verschiebt sich dann doch auch der Lichtstrahl um 5cm (und ich meine hier den Lichtstrahl, welcher schon im Wasser ist) im Wasser, oder?

Wenn das aber stimmt, dann „klebt“ das Licht ja sozusagen am Wasser. Egal wie man das Wasser dann nun verschiebt, das licht verschiebt sich mit.

Ich brauch ne Erklärung, warum das so ist (falls es so ist, aber es scheint wohl so zu sein).

thank you very much.

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Das Licht ist ja entweder eine Welle oder ein Teilchen. Wenn Du eine Momentaufnahme machst. Dann das Wasser inkl. Licht verschiebst, quasi in 0 Zeit, dann ist das Licht wo anders. Wenn die Zeit allerdings weiter läuft bewegt sich der Bewegte Lichtstrahl bis er irgendwo absorbiert wird und der „neue“ Lichtstrahl entsteht dort wo der andere entstanden ist bevor er bewegt wurde.

Meinst Du das?

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Also was ich meine ist:

Wenn ich das Wasser verschiebe inklusive des sich bewegenden Lichtstrahles im Wasser, dann verschiebt sich der Lichtstrahl gleichzeitig mit dem verschieben des Wassers mit.

Hoffe es ist klarer. Aber ich bin mir nicht sicher ob das was da oben steht, stimmt.

Bräuchte da ne fachmännische Meinung zu :wink:

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Hallo!

Wenn ich jetzt in Gedanken hergehe und das komplette ruhende
Wasser (in dem der Lichtstrahl nun ist) zb 5cm nach links
verschiebe, verschiebt sich dann doch auch der Lichtstrahl um
5cm (und ich meine hier den Lichtstrahl, welcher schon im
Wasser ist) im Wasser, oder?

Wie kommst du darauf?

Grüße

Andreas

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Hi Andy,

Die Annahme, welche dahinter steckt, ist folgende:

Licht braucht ja eine bestimmte Zeit um einen bestimmten Weg zurückzulegen. Wenn Licht nun in einem Medium, wie zb das Wasser, sich fortpflanzt, müsste eine Bewegung des Wassers auch eine Bewegung des Lichtes bewirken. (Die Bewegung des Lichtes geht einfach weiter, da das Wasser keinen Einfluss auf die Geschwindigkeit, wenn das Licht einmal im Wasser ist, hat).

Konkreter: Wenn das Licht ins Wasser eintaucht, dann ist das Wasser das Trägermaterial des Lichtes. Wenn man den Träger verschiebt, muss sich dann auch folglich das Licht mit dem Träger verschieben, weil das Licht sich ja auf dem Träger befindet.

Analogie: 10 Cent Münze (Licht) auf dem Schachbrett (Medium). Egal wie man das Schachbrett nun bewegt, die Münze bewegt sich dadurch nicht schneller und nicht langsamer als sie es vorher getan hat, bevor man das schachbrett bewegt hat, weil das Schachbrett keinen Einfluss auf die Geschwindigkeit der Münze hat.

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Hallo,

Wenn ich jetzt in Gedanken hergehe und das komplette ruhende
Wasser (in dem der Lichtstrahl nun ist) zb 5cm nach links
verschiebe, verschiebt sich dann doch auch der Lichtstrahl um
5cm (und ich meine hier den Lichtstrahl, welcher schon im
Wasser ist) im Wasser, oder?

es ist tatsächlich so, daß das Licht im bewegten Wasser mitgeführt
wird.Versuche dazu wurden mehrfach durchgeführt schon vor über 160
Jahren.
http://de.wikipedia.org/wiki/Fizeau-Experiment
Gruß VIKTOR

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Luft + Schall
Ich habe noch ein weiteres Gedankenexperiment:

Schall ist ja im Grunde genommen nichts anderes als Energie welche durch die Luft wandert (Transveralwellen?) und was wir als Töne wahrnehmen.

Wenn wir nun die Luft nehmen würden in dem sich diese Transversalwellen befinden und an einen anderen Ort B packen würden, dann müsste an Ort B ja eigentlich auch immer noch der Schall sein in der gleichen Luft (der Luft die wir weggenommen, die größe kann ja variieren) nur an einem anderen Ort, wenn man es von Außen betrachtet.

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Wenn wir nun die Luft nehmen würden in dem sich diese
Transversalwellen befinden und an einen anderen Ort B packen
würden, dann müsste an Ort B ja eigentlich auch immer noch der
Schall sein in der gleichen Luft (der Luft die wir
weggenommen, die größe kann ja variieren) nur an einem anderen
Ort, wenn man es von Außen betrachtet.

Genau das passiert ja, wenn der Wind den Schall einer in Windrichtung liegenden Schallquelle mit transportiert. Anwohner neben einer Autobahn können da ein Lied von singen, wie groß der Unterschied in der Lautstärke je nach Windrichtung sein kann.

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Hallo Elaminato,

zwischen Schall und Licht ist ein großer Unterschied: Schall (übrigens nicht Transversal- sondern Longitudinalwelle) braucht ein Trägermaterial, um sich auszubreiten. Schallwellen sind mechanische Wellen und werden deshalb, wie deconstruct unten sagt, mit dem Träger verschoben.
Licht ist eine elektromagnetische Welle und braucht keinen Träger (kommt auch durch Vakuum von der Sonne zu uns).

Gruß, Andreas

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Licht ist eine elektromagnetische Welle und braucht keinen
Träger (kommt auch durch Vakuum von der Sonne zu uns).

Dass es keinen braucht, heißt nicht, dass es nie einen hat. Im vorliegenden Fall hat es einen. In optisch dichten Medien wie Wasser ist die Ausbreitung von Lichtwellen durchaus mit denen von Schallwellen vergleichbar. Mit der Tscherenkow-Strahlung gibt es sogar ein Analogon zum Überschallknall.

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Du hast völlig Recht. ich wollte auch nur auf den Unterschied zwischen Licht- und Schallwellen hinweisen.

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Hallo Andreas,

zwischen Schall und Licht ist ein großer Unterschied: Schall
(übrigens nicht Transversal- sondern Longitudinalwelle)
braucht ein Trägermaterial, um sich auszubreiten. Schallwellen
sind mechanische Wellen und werden deshalb, wie deconstruct
unten sagt, mit dem Träger verschoben.
Licht ist eine elektromagnetische Welle und braucht keinen
Träger (kommt auch durch Vakuum von der Sonne zu uns).

zwischen Schall und Licht besteht grundsätzlich kein Unterschied.
Schall und Licht sind longitudinale Druckweiterleitungsereinisse.
Schall und Licht benötigen Materie um -erzeugt- und detektiert zu werden.
Schall und Licht benötigen einen Träger damit Übertragung möglich sein kann.
Die Eigenschaften des Trägers bestimmen wie schnell Schall/Licht übertragen werden.
Die Übertagungsgeschwindigkeiten sind u.A. vom Ortszustand des Trägers abhängig.

Gruss Kurt

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Hallo

Das Licht hat eine niedrige Geschwindigkeit im Wasser.
Das hängt unter anderem mit seiner Dieelektrizitätskonstante zusammen.
Bei der Betrachtung der Dieelektrizitätskonstante ist es auf jedenfalls so, das, wenn ein Medium durchwandert und dabei Auf- und Entladungen stattfinden, eine größere elektrische Kapazität wirksam gegen den Massenstrom wird, entsprechend einer höheren Dieelektrizitätskonstante.
Es liegt in diesem Sinne auch auf der Hand, das ein Lichtstrahl bereits in Wasser, so auch beschleunigt werden kann.
Genauer kann ich das aber nicht berechnen, auch den Einfluss der Masse und magnetische Effekte kenn ich da nicht so genau.

MfG
Matthias

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Hallo Andreas,

Hallo Kurt,

ich wage da doch einige Zweifel anzumelden:

zwischen Schall und Licht besteht grundsätzlich kein
Unterschied.

Kannst du das irgendwie fundiert belegen?

Schall und Licht sind longitudinale
Druckweiterleitungsereinisse.

Schall ja, Licht nein. Siehe hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Welle
Zitat:
„Anders als zum Beispiel Schallwellen, benötigen elektromagnetische Wellen kein Medium, um sich auszubreiten.[1] Sie pflanzen sich im Vakuum unabhängig von ihrer Frequenz mit Lichtgeschwindigkeit fort. Im freien Raum treten sie als Transversalwellen auf“

Schall und Licht benötigen Materie um -erzeugt- und detektiert
zu werden.

Dass ein Detektor (für was auch immer) aus Materie besteht halte ich für trivial.

Schall und Licht benötigen einen Träger damit Übertragung
möglich sein kann.

Schall ja, Licht nein. Siehe Link oben.

Die Eigenschaften des Trägers bestimmen wie schnell
Schall/Licht übertragen werden.
Die Übertagungsgeschwindigkeiten sind u.A. vom Ortszustand des
Trägers abhängig.

Kannst du mir mal genauer erklären, was du hier mit Ortszustand meinst?

Gruss Kurt

irriterte Grüße,
Andreas

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Hallo,

Das Licht hat eine niedrige Geschwindigkeit im Wasser.
Das hängt unter anderem mit seiner Dieelektrizitätskonstante
zusammen.

die Lichtgeschwindigkeit in verschiedenen lichtdurchlässigen
Medien zeigt sich meist proportional zum Brechungsindex n=c0/c.
Man könnte eigentlich auf den Gedanken kommen, daß nicht die Licht-
geschwindigkeit in dem Medium verändert wird sondern durch die
wechselnde „Brechung“ der Weg des Lichtes im Medium sich verlängert.
Wissen tut man es nicht, oder ?
Gruß VIKTOR

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Hallo,

die Lichtgeschwindigkeit in verschiedenen lichtdurchlässigen
Medien zeigt sich meist proportional zum Brechungsindex
n=c0/c.

Meist? Mir war so, als hätte Maxwell durch seine Gleichung nachgewiesen, dass das immer so sein muss.

Man könnte eigentlich auf den Gedanken kommen, daß nicht die
Licht-geschwindigkeit in dem Medium verändert wird sondern durch die
wechselnde „Brechung“ der Weg des Lichtes im Medium sich
verlängert.
Wissen tut man es nicht, oder ?

Doch, eigentlich schon.
Schau Dir die Gleichungen doch mal an:
http://de.wikipedia.org/wiki/Maxwellsche_Gleichungen
Speziell die letzten Sätze in:
http://de.wikipedia.org/wiki/Maxwellsche_Gleichungen…
Gruß
loderunner

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Hallo,

die Lichtgeschwindigkeit in verschiedenen lichtdurchlässigen
Medien zeigt sich meist proportional zum Brechungsindex
n=c0/c.

Meist? Mir war so, als hätte Maxwell durch seine Gleichung
nachgewiesen, dass das immer so sein muss.

nun beweisen Gleichungen erst mal garnix.
Gasförmiges Cäsium hat einen Brechungsindex von 0,35 !!.
Sollte da die Lichtgeschwindigkeit fast 3 fach c sein ?
Und was ist mit Materialien mit negativem Brechungsindex ?

Man könnte eigentlich auf den Gedanken kommen, daß nicht die
Licht-geschwindigkeit in dem Medium verändert wird sondern durch die
wechselnde „Brechung“ der Weg des Lichtes im Medium sich
verlängert.
Wissen tut man es nicht, oder ?

Doch, eigentlich schon.
Schau Dir die Gleichungen doch mal an …

Und was haben diese mit dem Brechungsindex zu tun ?
Die Ursache kann trotzdem ein längerer Weg im kristallinen Material
sein welcher eben auch mit dem Brechungsindex zusammenhängt.
Würde genau passen wenn das Licht im Material praktisch zick-zack
läuft.
Gruß VIKTOR

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Hallo Andreas,

Hallo Kurt,

ich wage da doch einige Zweifel anzumelden:

das ist schon OK.

zwischen Schall und Licht besteht grundsätzlich kein
Unterschied.

Kannst du das irgendwie fundiert belegen?

MM und weitere Experimente.

Schall und Licht sind longitudinale
Druckweiterleitungsereinisse.

Schall ja, Licht nein. Siehe hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Welle
Zitat:
„Anders als zum Beispiel Schallwellen, benötigen
elektromagnetische Wellen kein Medium, um sich
auszubreiten.[1] Sie pflanzen sich im Vakuum unabhängig von
ihrer Frequenz mit Lichtgeschwindigkeit fort. Im freien Raum
treten sie als Transversalwellen auf“

Vergiss es, es ist falsch.
Einfach Fangfrage:
Wie hoch ist die Amplitude in cm eines Funksinals von 100Mhz im Abstand von 100 Metern von der Sendeantenne bei:

  • 1 Milliwatt
  • 1 Watt
  • 1 KW

abgestrahlter Sendeleistung an der Antenne.

Schall und Licht benötigen Materie um -erzeugt- und detektiert
zu werden.

Dass ein Detektor (für was auch immer) aus Materie besteht
halte ich für trivial.

Ist es auch, wird nur allzuleicht übersehen.

Schall und Licht benötigen einen Träger damit Übertragung
möglich sein kann.

Schall ja, Licht nein. Siehe Link oben.

Die Eigenschaften des Trägers bestimmen wie schnell
Schall/Licht übertragen werden.
Die Übertagungsgeschwindigkeiten sind u.A. vom Ortszustand des
Trägers abhängig.

Kannst du mir mal genauer erklären, was du hier mit
Ortszustand meinst?

Beispiel Lufttemperatur.

Am -Ort- Biergarten in 300 Meter NN hat die Luft

  • eine Temperatur von 25 Grad
  • einen Druck von 1000 mBar
  • eine rel Feuchte von 50%

Oben am Berg, in 3000 m NN hat sie

  • eine Tempratur von - 10 Grad
  • einen Duck von 900 mBar
  • eine rel Feuchte von 20%

Dadurch ändert sich ihr Verhalten in Bezug zu Schall weiterleiten.

Der Träger hat eigene Eigenschaften.
Diese bestimmen:

  • wie schnell Licht weitergeleitet wird
  • eine Uhr taktet
  • den Bezug zur Geschwindigkeitsangabe
  • die Stärke der Gravitation (Eigenbeschleunigung von Materie)
  • den Bezug fürs Lichtleiten

Materie beeinflusst diese Werte, sie erbringt einen Bezug am Ort ihres Wirkens/Vorhandenseins.
Dieser Bezug bildet z.B. die Basis für die Lichtgeschwindigkeit an eben diesem Ort.
Anderer Ort, andere Geschwindigkeit.

Wie weit/intensiv die Bezugsbildung geht sieht man an schwarzen Löchern.
Oder daran dass Materie (Uhr) mit einer anderen Taktrate schwingt wenn der Ort gewechselt wird. (GPS)

irriterte Grüße,
Andreas

Ist doch ganz einfach.

Gruss Kurt

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Hallo,

Einfach Fangfrage:
Wie hoch ist die Amplitude in cm eines Funksinals von 100Mhz
im Abstand von 100 Metern von der Sendeantenne bei:

Warum fragst Du nicht nach Kilogramm? Oder Kubik-Oechsle?
Gruß
loderunner

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Hallo,

Meist? Mir war so, als hätte Maxwell durch seine Gleichung
nachgewiesen, dass das immer so sein muss.

nun beweisen Gleichungen erst mal garnix.

Da hast Du recht. Ich hätte auch dazu schreiben sollen, dass seine Gleichungen nur gelten, wenn bestimmte Randbedingungen gelten. Was bei dem:

Gasförmiges Cäsium hat einen Brechungsindex von 0,35 !!.

und anderen Metamaterialien (http://de.wikipedia.org/wiki/Meta-Material) nicht der Fall ist.

Die Ursache kann trotzdem ein längerer Weg im kristallinen
Material sein welcher eben auch mit dem Brechungsindex zusammenhängt.
Würde genau passen wenn das Licht im Material praktisch
zick-zack läuft.

Warum sollte es das tun? Vor allem: warum sollte es das gesamte Licht in gleicher Weise tun?
Gruß
loderunner