Wie schnell ist das Licht?

Licht...bei Licht muss ich als erstes daran denken, dass es unvorstellbar schnell ist. Und genau davon handelt meine Seminararbeit im Fach Physik unter dem Motto „Grenzfragen der Physik“ am Maria-Theresia-Gymnasium München. Dort gebe ich im November 2016 meine Seminararbeit mit dem Titel „Lichtgeschwindigkeit - Die Bedeutung der Konstante c“ ab.

Zuerst geht es darum zu zeigen wie schnell Licht ist. Mit der Darstellung unterschiedlicher Messmethoden leite ich meine Arbeit ein. Dazu konnte ich im Schülerlabor PhotonLab des Munich-Centres for Advanced Photonics am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching ein Experiment durchführen, dessen Ziel die Bestimmung von c war.

Ich habe Lichtimpulse durch eine Linse auf einen Reflektor geleitet und die Zeit gemessen, die das Licht für die Strecke zum Reflektor und zurück braucht. Da diese Zeitdifferenz im Nanosekunden-Bereich liegt, kann man diese natürlich nicht mit einer Stoppuhr messen. Deswegen habe ich ein Oszilloskop benutzt. Nach ein wenig „Rumgetüftel" hat alles funktioniert und ich konnte meinen Versuch über unterschiedlichste Distanzen ausprobieren. Ich habe von circa fünf bis 35 Metern circa alle zwei Meter eine Messung durchgeführt und näherte meine Messergebnisse dem realen Wert in der Natur sehr gut. Fehlerquellen, wie eine falsch ausgerichtete Linse, konnte ich dank einiger Hilfe schnell erkennen und beseitigen.

Ich habe die gemessene Laufzeit des Lichts zwischen seiner Quelle und dem Reflektor in Sekunden umgerechnet und die Distanz durch diese Zeit geteilt und somit die Geschwindigkeit nach der bekannten Formel „Weg durch Zeit gleich Geschwindigkeit“ herausbekommen. Die Distanz konnte ich mithilfe eines kommerziellen Distanzmessgerätes messen und somit relativ genau bestimmen. Rückblickend hat mit der Tag am MPQ viel Spaß gemacht und ich kann die Ergebnisse gut in meine Seminararbeit einbauen.