Ein Lichtjahr berechnen

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Ein Lichtjahr berechnen

Entfernungen in Lichtjahre umrechnen

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Literaturhinweise

Auf den ersten Blick könnte man glauben, ein Lichtjahr ist ein Maß der Zeit, weil es das Wort Jahr enthält. Lichtjahre sind aber tatsächlich ein Maß der Entfernung, das Licht als Maßstab verwendet. Wenn du schon mal einem Freund gesagt hast, du bist 5 Minuten entfernt, hast du ebenfalls Zeit als ein Maß der Entfernung verwendet. Die Entfernungen zwischen Sternen im Universum sind enorm groß, Astronomen verwenden daher Lichtjahre als eine größere Einheit als Kilometer oder Meilen. Um die tatsächliche Distanz eines Lichtjahres zu berechnen, musst du nur die Lichtgeschwindigkeit mit der Anzahl an Sekunden in einem Jahr multiplizieren.

Vorgehensweise

Methode 1

Methode 1 von 2:

Ein Lichtjahr berechnen

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   Definiere das Lichtjahr. Ein Lichtjahr als Maß der Entfernung entspricht wie weit sich Licht in einem Jahr auf der Erde bewegt. Weil die Entfernungen im Universum so groß sind, verwenden Astronomen Lichtjahre. Ohne Lichtjahre würde das Sprechen über die Entfernung zwischen zwei Sternen die Verwendung großer, schwer zu handhabender Zahlen erfordern.

   • Ein weiteres Maß der Entfernung, auf das du beim Studieren der Astronomie stoßen könntest, ist Parsec. Es entspricht 3,26 Lichtjahren. Es ist eine andere Möglichkeit, die Zahlen zu vereinfachen, die zum Berechnen und Besprechen astronomischer Entfernungen verwendet werden.
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   Schreibe die Formel für die Entfernung auf. Unter Anwendung der geläufigen physikalischen Formel Entfernung = Geschwindigkeit mal Zeit oder d = r x t kannst du berechnen, wie lang ein Lichtjahr ist: Lichtjahr = (Lichtgeschwindigkeit) x (ein Jahr). Da die Lichtgeschwindigkeit durch die Variable c dargestellt wird, kannst du die Gleichung zu d = c x t umschreiben, wobei d die Entfernung von einem Lichtjahr, c die Geschwindigkeit und t die Zeit ist.

   • Wenn du die Entfernung von einem Lichtjahr in Kilometern wissen willst, musst du die Lichtgeschwindigkeit in Kilometern pro Sekunde herausfinden. Wenn du Meilen willst, musst du die Lichtgeschwindigkeit in Meilen pro Sekunde wissen.
   • Für diese Berechnung musst du die Anzahl der Sekunden in einem Jahr auf der Erde kennen.
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   Definiere die Lichtgeschwindigkeit. Licht bewegt sich in einem Vakuum mit einer Geschwindigkeit von 299.792 Kilometern pro Sekunde. Das entspricht 186.000 Meilen pro Sekunde oder 670.616.629 Meilen pro Stunde. Hier werden wir die Geschwindigkeit in Meilen pro Sekunde verwenden.

   • Für diese Berechnung werden wir anwenden, dass die Lichtgeschwindigkeit c 186.000 Meilen pro Sekunde entspricht. Das kann in wissenschaftlicher Schreibweise zu 1,86 x 10⁵ Meilen pro Sekunde umgeschrieben werden.
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   Berechne die Anzahl der Sekunden in einem Jahr. Um die Anzahl der Sekunden in einem Jahr zu finden, musst du eine Reihe von Multiplikationen mit Umrechnungseinheiten durchführen. Um Jahre in Sekunden umzurechnen, musst du die Anzahl der Tage in einem Jahr mit der Anzahl der Stunden in einem Tag mit der Anzahl an Minuten in einer Stunde mit der Anzahl der Sekunden in einer Minute multiplizieren.

   • 1 Jahr x 365 Tage/Jahr x 24 Stunden/Tag x 60 Minuten/Stunde x 60 Sekunden/Minute = 31.536.000 Sekunden.
   • Auch diese Zahl schreiben wir in die wissenschaftliche Schreibweise 3,154 x 10⁷ um.
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   Ersetze die Variablen in der Gleichung und löse sie. Jetzt wo du die Variablen für die Lichtgeschwindigkeit und die Zeit ermittelt hast, kannst du sie in die Gleichung d = c x t einsentzen und nach der Entfernung eines Lichtjahres lösen. Ersetze c durch 1,86 x 10⁵ Meilen pro Sekunde und Zeit durch 3,15 x 10⁷ Sekunden.

   • d = c x t
   • d = (1,86 x 10⁵) x (3,154 x 10⁷ seconds)
   • d = 5,8 x 10¹² oder 5,8 Billionen Meilen.
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   Berechne die Distanz in Kilometern. Wenn du in Kilometern rechnen musst, ersetzt du die Lichtgeschwindigkeit durch die Geschwindigkeit in Kilometern pro Sekunde: 3,00 x 10⁵. Die Zeit in Sekunden bleibt die Gleiche, es ist keine Umrechnung notwendig.

   • d = c x t
   • d = (3,00 x 10⁵) x (3,154 x 10⁷ Sekunden)
   • d = 9,46 x 10¹² oder 9,5 Billionen Kilometer.
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Methode 2

Methode 2 von 2:

Entfernungen in Lichtjahre umrechnen

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   Ermittle die Entfernung, die du umrechnen möchtest. Bevor du anfängst, solltest du dich vergewissern, ob die Entfernung, mit der du rechnest, in Kilometern (im metrischen System) oder Meilen (in imperialen Einheiten) angegeben ist. Es ergibt keinen Sinn, kleinere Entfernungen in Lichtjahre umzurechnen, du kannst es aber machen, wenn du neugierig bist.

   • Um Fuß in Meilen umzurechnen, solltest du dir merken, dass eine Meile 5.280 Fuß enthält: x ft (1 Mile/5280ft) = Meilen.
   • Um Meter in Kilometer umzurechnen, teilst du einfach durch 1000: x m (1 km/1000 m) = km.
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   Bestimme den richtigen Umrechnungsfaktor. Du musst die Einheiten für die Entfernung bestimmen, die du in Lichtjahre umrechnest. Wenn du Kilometer in Lichtjahre umrechnest, brauchst du einen anderen Umrechnungsfaktor, als wenn du Meilen umrechnest.

   • Um Kilometer in Lichtjahre umzurechnen, verwendest du: 1 Lichtjahr (9,46 x 10¹² km).
   • Um von Meilen in Lichtjahre umzurechnen, verwendest du: 1 Lichtjahr/(5,88 x 10¹² Meilen).
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   Multipliziere die ursprüngliche Entfernung mit dem Umrechnungsfaktor. Wenn du den richtigen Umrechnungsfaktor verwendet hast, kannst du ihn mit der ursprünglichen Entfernung multiplizieren, um die Entfernung in Lichtjahren zu bekommen. Wenn die Zahlen groß sind, ist es am besten, die wissenschaftliche Schreibweise zu verwenden.

   • Zum Beispiel: Wenn du wüsstest, dass ein Objekt ungefähr 14,2 x 10¹⁴ Meilen von der Erde entfernt war, wie viele Lichtjahre wären das?
   • Verwende den Umrechnungsfaktor für Lichtjahre: 1/(5,88 x 10¹²)
   • Multipliziere: (14,2 x 10¹⁴) x (1/(5,88 x 10¹²)) = 2,41 x 10² = 241 Lichtjahre.
   • Das Objekt ist 241 Lichtjahre entfernt.
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   Finde Unterstützung. Du kannst immer deinen Lehrer oder Mitschüler um Hilfe fragen. Es gibt auch im Internet und in deinem Lehrbuch viele Quellen, die dir dabei helfen, in Lichtjahre umzurechnen. Zögere nicht, um Hilfe zu fragen, wenn du sie brauchst.

   • Merke dir, dass es immer mehrere Möglichkeiten gibt, Unterstützung zu finden, wenn du nach der Lösung suchst.
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