Einstein: Das Geheimnis des Lichts

Albert Einstein und das Licht, Teil 3

Teil 3 von 4

von Andreas Fischer und Sandra Müller - 07.06.2005

Forscher haben schon vor vielen hundert Jahren versucht, hinter die Geheimnisse des Lichts zu kommen. Isaac Newton interessierte sich für seine Farbe und Galileo Galilei für seine Geschwindigkeit. Auch bei Albert Einsteins Forschungen spielte die Lichtgeschwingigkeit eine entscheidende Rolle.


Weißes Licht enthält verschiedene Farben.

In England lebte und forschte der berühmte Physiker und Mathematiker Isaac Newton (1642 - 1727). Bei einem seiner Versuche bohrte er ein kleines Loch in seinen Rollladen und hängte ein dreieckiges Glasprisma davor. Der Lichtstrahl wurde von der weißen Wand aufgefangen - und siehe da, er war bunt!

Damit bewies Newton, dass Licht nicht "weiß" ist, sondern sich aus verschiedenen Farben zusammensetzt. Ein Beispiel für das Aufteilen des Lichts in seine so genannten Spektralfarben ist der Regenbogen. Deshalb heißen Spektralfarben auch Regenbogenfarben.

Galileo und die Laternen-Männer

Doktor Thomas Trefzger berichtete den Teilnehmern der Kinderuni aus dem Leben von Galileo Galilei. Galileo versuchte in den Jahren um 1600 als erster Mensch, die Geschwindigkeit des Lichts zu messen. Dazu postierte er zwei Männer mit Laternen auf zwei gegenüberliegenden Hügeln.

Er wollte herausfinden, wie schnell das Licht von einem zum anderen Punkt gelangt. Da das Licht jedoch viel, viel schneller ist als die Reaktionszeit der beiden Männer (sie mussten die Lampen an und aus schalten), war der Versuch zum Scheitern verurteilt. So hat es also nicht geklappt!

Auf dem richtigen Weg

Olaf Römer beobachtete vor 300 Jahren über einen langen Zeitraum einen Mond des Jupiters und konnte damit die ungefähre Geschwindigkeit des Lichts messen.

Dabei war Galileo eigentlich auf dem richtigen Weg. Hätte er eine sehr, sehr helle Laterne verwendet, die in sehr, sehr großer Entfernung ein- und ausgeschaltet wird, dann hätte er tatsächlich die Möglichkeit gehabt, die Lichtgeschwindigkeit zu bestimmen.

Der erste Gelehrte, der diese Idee aufgegriffen hat, war der dänische Astronom Olaf Römer. Heute weiß man mit Sicherheit, dass sich Licht bewegt - und zwar immer mit der gleichen Geschwindigkeit. Diese beträgt etwa 300.000 Kilometer pro Sekunde.

Die Acht-Minuten-Reise des Lichts

Um zu erklären, wie lange das Licht von der Sonne bis zur Erde unterwegs ist, hat Thomas Trefzger in die eine Ecke der Bühne eine Orange gelegt und in die andere ein Reiskorn. Die Orange steht - na klar - für die Sonne. Das Reiskorn stellt die vergleichsweise winzige Erde dar.

Jetzt zog er einen Wecker auf. Eine Minute verging, zwei Minuten, drei Minuten - und der Wecker klingelte immer noch nicht. Der Professor machte mit seinem Vortrag weiter und wird eine Ewigkeit später vom klingelnden Wecker unterbrochen. Acht Minuten ist es her, dass Thomas Trefzger den Wecker aufgezogen hatte. So lange ist das Licht also unterwegs zur Erde.

Taschenlampe und Mond

„Fällt euch denn irgendeine Möglichkeit ein, wie ihr bei euch zu Hause die Lichtgeschwindigkeit messen könnt?“ wollte Thomas von seinen faszinierten Zuhörern wissen. „Mit einer Taschenlampe!“ rief ihm eines der Kinder nach einer kurzen Denkpause zu. Geht das denn wirklich mit einer Taschenlampe? Wohl kaum, denn das Licht der Taschenlampe ist so schnell, dass es theoretisch in einer Sekunde bereits sieben Mal um die Welt gewandert wäre.

Es ließe sich also in der Theorie nur dann messen, wenn ein zweiter Forscher auf dem Mond mit einer Stoppuhr warten würde, bis er das Licht sehen könnte. Natürlich ist das aus verschiedenen Gründen sowieso nicht möglich. So reicht das Licht einer Taschenlampe nicht aus, um überhaupt bis zum Mond vorzudringen. Außerdem würde es dort nach so kurzer Zeit ankommen, dass es kaum messbar wäre.

Experiment mit dem Fernseher

Der Tagesschau-Gong ertönt bei Fernsehgeräten mit Satellitenempfänger 0,25 Sekunden später als bei Geräten mit Kabelanschluss.

Aber es gibt wirklich eine Möglichkeit für dich, bei dir zu Hause die Lichtgeschwindigkeit zu messen: Voraussetzung dafür ist, dass du zwei Fernseher besitzt, die beide auf den gleichen Sender eingestellt sind. Zum Beispiel auf die ARD um kurz vor acht Uhr abends, also kurz vor der Tagesschau.

Das eine Fernsehgerät empfängt das Bild-Signal über das Kabelnetz, während das andere an einen Satelliten-Empfänger angeschlossen ist. Was passiert nun um Punkt 20 Uhr, wenn der berühmte Tagesschau-Gong ertönt? Tatsächlich ist der Gong am Fernseher, der sein Signal über den Satelliten empfängt, eine Viertelsekunde später zu hören, als im Fernseher mit Kabelanschluss.

Warum ist das so? Der Weg, den das Fernsehsignal (also Strom) vom Nachrichtenstudio der ARD in Hamburg bis in dein Wohnzimmer zurücklegen muss, ist über das Kabelnetz viel kürzer, als über den Satelliten "Kopernikus". Dieser befindet sich nämlich in der Erd-Umlaufbahn in etwa 36000 Kilometern Höhe. Das Signal ist also länger unterwegs und braucht deshalb auch einen Moment länger, bis es bei dir ankommt.

letzte Aktualisierung: 15.08.2009

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