Mit Schokolade die Lichtgeschwindigkeit bestimmen

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Du liest dir vielleicht den Titel dieser Seite durch und denkst: wie soll denn das gehen? Es mag erstaunlich klingen, aber man kann tatsächlich nur mit Hilfe von Schokolade und einer normalen Mikrowelle die Lichtgeschwindigkeit bestimmen . Möchtest du wissen wie? Hier stehts!

Vorgehensweise

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  1. 1
    Nimm die Schokolade und lege sie auf einen Teller, den du in die Mikrowelle stellst.
  2. 2
    Schalte die Mikrowelle an und beobachte aufmerksam was sich tut.
  3. Step 3 WH.performance.clearMarks('image1_rendered'); WH.performance.mark('image1_rendered');...
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    Nicht zu lange anlassen! Je länger du wartest, desto ungenauer wird das Ergebnis. (Allerdings: Wenn du die Schokolade zu kurz in der Mikrowelle lässt, wird es schwieriger, überhaupt ein Ergebnis zu bestimmen)
  4. 4
    Hol die Schokolade aus der Mikrowelle und betrachte sie genau. Du wirst feststellen, dass sie an einigen Stellen ein wenig geschmolzen ist – allerdings nicht gleichmäßig. Es gibt Punkte, an denen die Schokolade mehr geschmolzen ist. Miss den Abstand zweier solcher benachbarter Punkte.
  5. 5
    Verdopple den Abstand der beiden Punkte. Du hast soeben die Wellenlänge von Mikrowellenstrahlung gemessen!
  6. 6
    Wenn du gerade die Anleitung der Mikrowelle zur Hand hast, kannst du überprüfen was für eine Frequenz sie genau hat. Eventuell hat sie auch einen kleinen Aufkleber, wo das drauf steht. Wenn nicht, dann gehe von 2,45 GHz aus.
  7. 7
    Rechne den verdoppelten Abstand in Meter um (1 cm ist 0,01 m) und multipliziere ihn mit der Frequenz der Mikrowelle. Da GHz für "1.000.000.000 Herz" steht, musst du den verdoppelten Abstand also z.B. mit 2.450.000.000 malnehmen.
  8. 8
    Das Ergebnis ist die gesuchte Lichtgeschwindigkeit!
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Tipps

  • Beispielrechnung : Du hast einen Abstand von 6 cm zwischen den Punkten auf der Schokolade gemessen. Verdoppelt ergibt das 12 cm, in Meter umgerechnet 0,12 Meter. Multipliziert mit der Frequenz 2.450.000.000 Herz ergibt das eine gemessene Lichtgeschwindigkeit von 294.000.000 Meter pro Sekunde.
    Kein schlechtes Ergebnis! Die reale Lichtgeschwindigkeit liegt bei 299.792.458 Meter pro Sekunde. Das ist unglaublich schnell, das Licht reist in einer Sekunde achtmal um die Erde!
  • Ein wenig Physik : Licht und Mikrowellen sind elektromagnetische Wellen eines unterschiedlichen Spektrums. Für alle elektromagnetischen Wellen gilt, dass sie die gleiche Ausbreitungsgeschwindigkeit (= Lichtgeschwindigkeit) besitzen. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle ist das Produkt aus Frequenz und Wellenlänge. Die Frequenz steht auf der Mikrowelle, die Wellenlänge hast du gemessen.
    Wie wurde die Wellenlänge gemessen? Mikrowellenherde sind so gebaut, dass sich stehende Wellen ausbilden. An den Wänden werden die Mikrowellen reflektiert, und dein Herd ist genau so gebaut, dass die ankommende Welle und die reflektierte Welle die gleichen Bäuche (maximale Intensität) und Knoten (minimale Intensität) haben. Man spricht auch von konstruktiver Interferenz . Was du gemessen hast, war der Abstand zwischen zwei Wellenbäuchen, also Maxima der Intensität. Dies entspricht genau der halben Wellenlänge.
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Was du brauchst

  • Eine Tafel Schokolade
  • Eine handelsübliche Mikrowelle.

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Referenzen

  1. Deutschsprachige Webseite mit Bildern.

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