Ik heb een vraag - Hoe komt men aan de definitie van de lichtsnelheid?

Hoe komt men aan de definitie van de lichtsnelheid?

27/08/2010 - cees (24 jaar)

Context van de vraag:

Hoe komt men aan de definitie van de lichtsnelheid?
Hoe komt men aan het getal:

c=299 792 458 m/s ?

Hoe berekenen ze dat?

Antwoord

Welke waarde een natuurconstante aanneemt, hangt af van de eenheden die men (voordien) gekozen heeft en vaak is dat historisch gegroeid.

Historisch werd de seconde gedefinieerd als een fractie van een dag en de meter als een fractie van de aardomtrek. Met die definities van lengte en tijd, komt men voor de (gemeten) lichtsnelheid uit op ongeveer 299 792 458 m/s. Omdat definities van eenheden ook moeten kunnen worden gereproduceerd (en liefst zo nauwkeurig mogelijk en op elke plaats op aarde), en omdat ‘een dag’ en ‘de omtrek van de aarde’ niet zo eenduidig en eenvoudig te meten zijn, werden deze definities al snel vervangen door nieuwe, meer praktische definities. Om praktische redenen zorgt men er steeds voor dat de ‘nieuwe’ definitie zo goed mogelijk in waarde aansluit bij de ‘oude’, zodat voor de gewone gebruikers er geen merkbare verschillen optreden. Zo werd de definitie van de meter al snel vervangen door de lengte van een standaardstaaf en nadien als een aantal keer de golflengte van een bepaald soort licht.

Maar omdat men steeds streeft naar hogere nauwkeurigheden werd het op een bepaald ogenblik opportuun om niet meer de meter als primaire eenheid te definiëren, maar als afgeleide eenheid en men heeft in 1983 de lichtsnelheid gedefinieerd als 299 792 458 m/s. Vermits dit en definitie is, is het meteen oneindig nauwkeurig en komt alle (meet)onzekerheid bij de meter te liggen die gedefinieerd wordt als de afstand die het licht aflegt in 1/c seconde. Het getal is dus zo gekozen dat ‘1 nieuwe meter’ zo goed mogelijk overeenkomt met de oorspronkelijke, historische definitie. Zonder die geschiedenis, had men vermoedelijk de lichtsnelheid gelijk gesteld aan…1!

Zie publicatie uit ‘Physics Today’ , maart 2001 in bijlage en de artikels ‘Langs de maatstok’ uit ‘De Standaard’ (5 juni 2000 en 19 juni 2000) door Steven Stroeykens.

Deze vraag werd beantwoord door:
Prof Walter Lauriks
hoogleraar Wetenschappen