Berechnung und Messung der Lichtgeschwindigkeit

Die Lichtgeschwindigkeit (c) kann theoretisch mit der Formel 1/Wurzel(ε * μ) berechnet werden, obwohl dabei ε die elektrische Feldkonstante und μ die magnetische Feldkonstante darstellen. Diese Formel ergibt sich aus den Grundgleichungen der Elektrodynamik die im 19. Jahrhundert von Maxwell und anderen entwickelt wurden. Dabei sind ε und μ empirische Konstanten die in den Gleichungen die Abhängigkeit der Rotation des elektrischen und magnetischen Feldes voneinander beschreiben. Durch Umformung der Gleichungen ergibt sich eine Wellengleichung, in der die Größe ε * μ die Lichtgeschwindigkeit c bestimmt.

Allerdings wurde die Lichtgeschwindigkeit nicht durch Berechnungen, allerdings durch Messungen ermittelt. Bereits im 17. Jahrhundert führte der Forscher RØMER Messungen zur Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit durch. Er beobachtete den Umlauf der Jupitermonde und verglich ihre tatsächliche Stellung mit der vorhergesagten Stellung nach den Gesetzen von Kepler und Newton.

In der heutigen Praxis wird die Lichtgeschwindigkeit meist "direkt" gemessen. Es gibt verschiedene Experimente und Methoden um die Lichtgeschwindigkeit zu bestimmen. Ein Beispiel ist die Verwendung eines Spiegels mit einer bekannten Entfernung (x) und eines Sensors der den Zeitpunkt des reflektierten Lichts ebendies misst. Die Lichtgeschwindigkeit wird dann berechnet, indem die zurückgelegte Strecke durch die gemessene Zeit geteilt wird (c = Weg/Zeit).

Es gibt jedoch ebenfalls andere Methoden um die Lichtgeschwindigkeit zu messen. So wurden zum Beispiel Interferenzexperimente mit Laserlicht verwendet, bei denen die Lichtgeschwindigkeit aus den Interferenzmustern bestimmt werden kann.

Es ist wichtig anzumerken: Dass die Lichtgeschwindigkeit eine fundamentale Konstante ist und die Höchstgeschwindigkeit im Universum darstellt. Sie beträgt ungefähr 299․792.458 Meter pro Sekunde im Vakuum. Diese Konstante kann nicht berechnet sondern nur gemessen werden. Sie ist unabhängig von der Wahl des Bezugssystems und stellt einen grundlegenden Baustein für die Physik dar.