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THEMA: Fermatsches Prinzip

Fermatsches Prinzip 16 Jul 2019 20:58 #54087

In Folge 25 fiel um 16:42 die Aussage, dass Licht im Vakuum eine höhere Geschwindigkeit haben soll als bspw. in Wasser, und dass dies die Brechung erklärt, weil das Licht sich so den zeitminimalen Weg von Punkt A zu Punkt B wählt.

Eine bemerkenswerte Aussage, nachdem zuvor in gefühlten 20 Folgen eindringlich darauf hingewiesen wurde, dass im gesamten Universum die Lichtgeschwindigkeit IMMER konstant ist.

Ich verstehe den Ansatz grundsätzlich, er macht auch für alles Sinn - außer für Licht, da die Geschwindigkeit auf jeder Bahn die selbe ist, und folglich die zeitminimale Bahn die kürzeste wäre.

Ist das einfach nur ein schlecht gewähltes Beispiel oder wie ist das zu verstehen?

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Fermatsches Prinzip 16 Jul 2019 21:42 #54089

Patrik74 schrieb: In Folge 25 fiel um 16:42 die Aussage, dass Licht im Vakuum eine höhere Geschwindigkeit haben soll als bspw. in Wasser, und dass dies die Brechung erklärt, weil das Licht sich so den zeitminimalen Weg von Punkt A zu Punkt B wählt.

Eine bemerkenswerte Aussage, nachdem zuvor in gefühlten 20 Folgen eindringlich darauf hingewiesen wurde, dass im gesamten Universum die Lichtgeschwindigkeit IMMER konstant ist.

Ich verstehe den Ansatz grundsätzlich, er macht auch für alles Sinn - außer für Licht, da die Geschwindigkeit auf jeder Bahn die selbe ist, und folglich die zeitminimale Bahn die kürzeste wäre.

Ist das einfach nur ein schlecht gewähltes Beispiel oder wie ist das zu verstehen?


Das Thema hatten wir vor kurzem zufällig schonmal... ;)

Im gesamten Universum ist die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit IMMER konstant ist. Licht bewegt sich allerdings auch durch ein Medium mit c, wir messen lediglich etwas anderes (Huygenssches Prinzip).

Wenn das Licht (genauer die Primärwelle) auf das Medium trifft, dann entstehen im Medium durch Streuung weitere Wellen (Elementarwellen). Diese entfernen sich Kugelförmig von jedem Punkt und interferieren miteinander, d.h. in manchen Richtungen werden sie ausgelöscht, in anderen erhöht sich die Amplitude. Dadurch entsteht eine verlangsamte Wellenfront, die wir als Verlangsamung des Lichts im Medium wahrnehmen (d.h. ihre Geschwindigkeit ist < c). Die Primärwelle und die Elementarwellen bewegen sich dabei selbst aber immer mit c. Die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Wellenfront in unterschiedlichen Medien ergibt sich dadurch, dass die Phase der Wellen vom Medium abhängt.


Und so erklärt sich auch die Lichtbrechung - unterschiedliche Farben haben unterschiedliche Wellenlängen.

PS.: Das Fermatsche Prinzip ist die geometrische Erklärung, der physikalische Zusammenhang geht aber nicht daraus hervor. Den kann man übrigens nicht nur mit Wellen erklären, sondern auch mit Teilchen...

The truth is often what we make of it; you heard what you wanted to hear, believed what you wanted to believe.
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Fermatsches Prinzip 16 Jul 2019 22:49 #54092


Wir leben zwar alle unter dem gleichen Himmel, aber es haben nicht alle den gleichen Horizont.

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