P 6: Pech für Newton

 1.3 Newtons Teilchenvorstellung widerlegt

Newton hat sich Licht als kleine Kügelchen mit einer Masse m vorgestellt (Teilchen, Korpuskel). Diese sollten mit Lichtgeschwindigkeit immer geradeaus fliegen.

Kommen sie an eine Glasplatte, so zieht die winzig kleine Schwerkraft des Glases die Kügelchen etwas nach unten. dadurch werden sie abgelenkt und auch schneller.

Licht sollte im Glas also schneller sein.

 Mir sind hier zwei Dinge wichtig:

Wenn Forschende Erfolg mit einer Vorstellung haben, dann versuchen sie mit diesem Modell alles zu erklären. Und so war die Lichtbrechung für Newton auch eine Folge der Schwerkraft....

Newtons Korpuskulartheorie war trotzdem eine gute physikalische Theorie. Sie machte eine Vorhersage, die man experimentell überprüfen konnte. Damit war die Theorie widerlegbar!

In der modernen Physik tauchen oft mal "Theorien" auf, die keine überprüfbaren Vorhersagen machen (und das auch gezielt durch wundersame Annahmen verhindern, wie z.B. die Superstringtheorie mit aufgewickelten 8 Dimensionen...). Diese Theorien sind dann noch nicht einmal falsch...

 

Newton untersucht die Lichtbrechung

Mit dem Experiment von Foucaul konnte man erstmals 1852 die Laufzeit von Licht in einem Glasstab messen.

 

Florida State University

 

Licht in Glas ist langsamer!

Damit war die Jahrhunderte im Raum schwebende Vorstellung von Newton endgültig widerlegt.

Wer mehr über Newtons Korpuskel erfahren will.... 

Licht ist eine Wellenerscheinung!

Aber schon lange deutlich vorher konnte experimentell gezeigt werden, dass Licht eine Wellenerscheinung sein muss. Licht erzeugt ein Interferenzmuster, wenn es durch einen Doppelspalt geht (Young, 1809).

Dazu später mehr, wir haben das in E2 und Q2 ja schon mal kennengelernt.

Vorher möchte ich auf die Bedeutung der Lichtgeschwindigkeit in der Natur eingehen.

Wir werden etwas erfahren über Einsteins Relativitätstheorie (die wichtigsten Formeln muss man im Abi kennen) und eines der bedeutendsten und genauesten Interferenzexperimente kennen lernen, das Michelson-Morley-Experiment. 

Das von Michelson und Morley entwickelte Interferometer dient heute zur Vermessung der Raumkrümmung durch Gravitationswellen. Es ist einfach zu verstehen (und wird bestimmt mal Abithema...).