Am 27. März war Professor Huber von der Universität Siegen bei uns zu Gast. Für die Schüler/innen aller Physik-Kurse unserer Oberstufe erklärte er die Grundzüge der Relativitätstheorie. Zuerst erläuterte er die Grundlagen der Ausbreitung von Wellen. Er verglich die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schallwellen und Licht.
Im Vergleich zum Schall ist Licht unvergleichlich viel schneller. Das Trägermedium des Lichts (sogenannter Äther) wurde am Ende des 19. Jahrhunderts intensiv gesucht. Die Physiker Michelson und Morley entwickelten ein Experiment, das die Eigenschaften des Äthers herausfinden sollte. Stattdessen zeigte sich, dass Licht sich im Vergleich zu jeder Geschwindigkeit mit der immer gleichen Lichtgeschwindigkeit (300 000 km/s) bewegt. Da dieses seltsame Ergebnis unseren alltäglichen Vorstellungen so stark widerspricht, wurden immer wieder neue Versuche durchgeführt, die zum gleichen Ergebnis kamen. Albert Einstein entwickelte auf der Grundlage dieser Erkenntnis die spezielle Relativitätstheorie. Die zentrale neue Aussage dieser Theorie ist, dass Zeit und Raum nicht mehr absolut sind, sondern mit Hilfe der Lorentz-Transformation zwischen verschieden bewegten Beobachtern umgerechnet werden müssen.
Allerdings ist diese Veränderung von Zeit und Raum bei uns Menschen zugänglichen Geschwindigkeiten verschwindend klein. Wir können diesen Effekt also im Alltag nicht bemerken. Bei extrem hohen Geschwindigkeiten in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit werden jedoch die relativistischen Effekte stark. Zunächst folgt aus der Lorentz-Transformation, dass Geschwindigkeiten nicht mehr einfach addiert werden können und die Lichtgeschwindigkeit bei keiner Addition von Geschwindigkeiten überschritten werden kann. Eine weitere Folge der Lorentz-Transformation ist die sogenannte Längenkontraktion, die besagt, dass Strecken für schnell bewegte Objekte kürzer werden. Dazu kommt die Zeitdilatation, durch die schnell bewegte Uhren langsamer gehen.
Nach diesem etwa 90-minütigen Vortrag stellte Professor Huber das Physik-Studium an der Universität Siegen vor.
Wir danken Professor Huber sehr herzlich dafür, dass er in unsere Schule gekommen ist und unseren Schüler/innen die Relativitätstheorie nähergebracht hat.
