Geschwindigkeit des Lichtes und Licht in bewegten Bezugssystemen

Zusammenfassung

Im Mechanikband ist die wichtige Unterscheidung zwischen Phasen- und Gruppengeschwindigkeit ausgiebig behandelt worden. Die Abb. 237 soll an das Wesentliche erinnern. Sie zeigt uns zwei Schattenrisse. Oben dreht sich eine Drahtspirale (Wendel) um eine Achse A. Der Schatten hat die Gestalt einer fortschreitenden Sinuswelle (Mechanikband S.187). Ein Finger folgt einem einzelnen Wellenberg. Seine Geschwindigkeit ist die Phasengeschwindigkeit c. Unten verjüngt sich die Spirale nach beiden Seiten, ihr Schatten hat die Gestalt einer Wellengruppe. Die Achse A trägt diesmal ein Gewinde, ihr Lager C enthält eine Mutter. Die Ganghöhe der Schraube ist kleiner oder größer als die der Spirale. Infolgedessen rückt die Gruppe langsamer oder schneller vor als die Wellenberge. Die Geschwindigkeit des Anfanges oder des Endes der Gruppe nennt man die Gruppengeschwindigkeit c*. Quantitativ gilt

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(Herleitung im Mechanikband S. 218.) In Worten: Gruppen- und Phasengeschwindigkeit sind verschieden, wenn Dispersion vorliegt, d. h. die Phasengeschwindigkeit c von der Wellenlänge abhängt. Positive (negative) Werte des Verhältnisses dc/dλ machen die Gruppengeschwindigkeit c kleiner (größer) als die Phasengeschwindigkeit.