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Lichtgeschwindigkeit

Artikel #10986, »Lichtgeschwindigkeit«, geschrieben von: Christian Wolff (95 %) , Ulrich Fuchs(Red.) (4 %)

Lichtgeschwindigkeit, Formelzeichen ist c0, vereinfacht c, die Geschwindigkeit, mit der sich alle elektromagnetischen Wellen (also auch das Licht) im Vakuum ausbreiten. Die Größe der Lichtgeschwindigkeit ist eine Naturkonstante und beträgt 299792458 m/s, annähernd also 300000 km/s. Gemäß der Relativitätstheorie ist dies die größtmögl. Ausbreitungsgeschwindigkeit für Energie im Raum.

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Im Vakuum besteht zwischen der Lichtgeschwindigkeit und der elektrischen Feldkonstante ε0 (Permittivität) sowie der magnetischen Feldkonstante µ0 (Permeabilität) folgender Zusammenhang:

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Wenn sich elektromagnetischen Wellen in einem Medium (Luft, Wasser, Kabel) ausbreiten, treten sie mit dem Medium in Wechselwirkung. Die beiden Feldkonstanten werden von dem Medium modifiziert, mathematisch mit der relativen Permittivität εr und der relativen Permeabilität µr multipliziert.

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In einem Medium ist also die Lichtgeschwindigkeit immer langsamer als im Vakuum:

  • in trockener Luft in Bodennähe: 99,71%
  • in Wasser, Glas: ca. 66% bis 75%
  • in Kabel: ca. 60% bis 80%

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen in einem Kabel ist eine wichtige Größe, um Resonanzlängen des Kabels berechnen zu können. Die Verlangsamung der Lichtgeschwindigkeit ist hier von dem Dielektrikum abhängig. Eine volle Schwingungsperiode der Welle nimmt eine geringere Distanz ein, als im Vakuum. Die Verlangsamung der Lichtgeschwindigkeit wird als kabeltypische Größe mit Verkürzungsfaktor bezeichnet.

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