i8i
dat hiervoor gebruikt wordt is een geluidssignaal in de vorm van
een echo
Om de diepte van een put of de afstand tot een bergwand te
schatten maakt men een kort geluidssignaal. Uit het tijdsinterval
tussen het vertrek van dit signaal en de aankomst van de echo wordt
de diepte of de afstand berekend. Men gebruikt daarbij de geluids
snelheid in de lucht, die ongeveer 330 meter per seconde bedraagt.
Deze methode lijdt evenwel aan hetzelfde euvel als de methode
met de wandelaar. De snelheid en de afgelegde route zijn namelijk
gewoonlijk niet zeer goed bekendzij hangen af van de temperatuur-
verdeling en de stromingssnelheid van het medium (in casu de
lucht). Toch wordt de echo veel gebruikt voor het meten van
afstanden. Ik noem slechts het echolood om de diepte in water te
meten, de sonar" voor het opsporen van voorwerpen onder water
en de seismische echomethodes om de structuren onder het aard
oppervlak te bestuderen.
Sinds enkele tientallen jaren maakt men voor het meten van
afstanden veelvuldig gebruik van een ander fysisch verschijnsel: de
voortplanting van elektromagnetische golven zoals licht en radio
golven. Deze golven hebben de gunstige eigenschap dat ze zich,
althans in de vrije ruimte, met een constante snelheid rechtlijnig
voortplanten. Deze snelheid noemt men gewoonlijk de lichtsnelheid
in vacuum. De toevoeging ,,in de vrije ruimte" maakt de voorgaande
bewering wel abstract en vrijblijvend, want voorzover de ruimte
werkelijk vrij dat wil zeggen leeg is kunnen we ook niets
meten. Het constant zijn van de snelheid en de rechtlijnigheid van
de route kunnen dus ook niet geverifieerd worden. Het betreft hier
duidelijk een extrapolatie van de werkelijkheid.
Hoe dit zij, de ruimte tussen de planeten en zelfs de aardse
atmosfeer vertonen in vele gevallen zoveel overeenkomst met de
vrije ruimte dat met vrucht gebruik gemaakt kan worden van de
lichtsnelheid in vacuum. Deze snelheid heeft overigens niet alleen
betrekking op licht, maar het is een zeer fundamentele snelheid in
het model dat gebruikt wordt om de natuur te beschrijven. Ietwat
ruw uitgedrukt is het de maximale snelheid tussen een oorzaak en
zijn gevolg.
Het is niet verwonderlijk, dat deze fundamentele snelheid
gebruikt wordt als brug tussen tijd en afstand. Als voorbeeld kan
genoemd worden het afstemmen van een radio op de 30-meterband
of op 10 megahertz. Een ander voorbeeld is het gebruik in de
astronomie van het lichtjaar als eenheid van afstand.
Het nauwe verband tussen tijd en afstand blijkt ook uit de
definities van de eenheden:
De tijdseconde is gedefinieerd als 9 192 631 770 perioden van
een bepaalde eigen-trilling van cesium atomen.
De meter is gedefinieerd als 1 650 763,73 maal de golflengte van
een bepaalde eigen-trilling van krypton atomen.
