Keine Tatsache mehr

Licht bewegt sich in optisch dichteren transparenten Medien wie Wasser schneller als in Luft.

Was wir heute wissen

Licht breitet sich in gewöhnlichen transparenten Stoffen wie Wasser und Glas langsamer aus als im Vakuum oder in Luft. Ihr Brechungsindex hängt mit dieser geringeren Ausbreitungsgeschwindigkeit zusammen.

Warum sich das änderte

Newtons Korpuskulartheorie und die Wellentheorie machten entgegengesetzte Vorhersagen zur Lichtgeschwindigkeit in Wasser. 1850 verglich Léon Foucault die Ausbreitung in Luft und Wasser direkt und fand Licht in Wasser langsamer, was die Wellenvorhersage stark gegenüber Newtons Teilchenmodell bevorzugte.

Status
Widerlegt
Kategorie
Physik
Akzeptiert für
≈146 Jahre
Ungefähr akzeptiert
Eine Vorhersage der dominierenden newtonschen Korpuskularoptik im 18. und frühen 19. Jahrhundert
Ungefähr geändert
1850

Eine Zeit lang war die Messung der Lichtgeschwindigkeit in Wasser eine Möglichkeit, zwischen zwei konkurrierenden Vorstellungen darüber zu entscheiden, was Licht ist.

In Newtons Korpuskularoptik bestand Licht aus winzigen Teilchen. Damit ein Lichtstrahl beim Eintritt in Wasser oder Glas zum Lot hin gebrochen wurde, sollte das dichtere Medium eine anziehende Kraft ausüben, die die Teilchen beschleunigte. Wellentheorien sagten das Gegenteil voraus: Brechung in ein dichteres Medium erforderte eine geringere Ausbreitungsgeschwindigkeit.

Die newtonsche Optik dominierte große Teile der britischen und europäischen Optik des 18. Jahrhunderts. Dadurch gewann die Vorhersage „schneller in Wasser“ erhebliche Autorität, obwohl Wellentheorien nie vollständig verschwanden.

Der experimentelle Test war außerordentlich schwierig, weil sich Licht so schnell bewegt. 1850 passte Léon Foucault eine Drehspiegelmethode an, um die Lichtgeschwindigkeit durch Luft und Wasser über Laborentfernungen direkt zu vergleichen. Das Ergebnis war eindeutig: Licht bewegte sich in Wasser langsamer.

Damit war noch nicht die vollständige moderne elektromagnetische Theorie des Lichts bewiesen, doch einer der wichtigsten experimentellen Vorteile von Newtons Korpuskularmodell der Brechung war verschwunden.

Die moderne Optik beschreibt ein Material durch seinen Brechungsindex; in gewöhnlichen Medien ist die Phasengeschwindigkeit des Lichts geringer als im Vakuum.

Evidenz

Quellen und was sie belegen

Historischer Kontext

Frühere Auffassung

  • Newton's OpticsOxford Handbook of the History of Physics

    Gibt einen Überblick über die lange Dominanz der newtonschen Korpuskularoptik und ihre Erklärung der Lichtbrechung.

Aktuelle Evidenz

  • The Speed of LightNIST

    Liefert die exakt definierte Lichtgeschwindigkeit im Vakuum als Bezugspunkt moderner Brechungsindex-Beschreibungen.

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