c.) 100ps:
Ein wesentlicher Teil ist damit gesagt, es soll nur noch die Verbindung zur Messung hergestellt werden.Wäre eine Antwort wie "das Licht schaft es in 100ps gerade mal 3cm weit" (in Luft, in Glas weniger) im Sinne der Frage? 3cm kann man sich ja vorstellen, allerdings Lichtgeschwindigkeit nicht so recht.
Das Licht und elektrische Wellen legen 300.000km pro Sekunde zurück. In einem dichtem Medium wie Licht in Glas oder elektrische Signale in Leitungen mit Dielektrikum etwas langsamer. In einem üblichen Koaxialkabel sind das 20cm pro ns.
Die Zeit von 100ps wird benötigt, um 2cm zurückzulegen. Im einfachsten Fall kann man also eine Leitung um 2cm kürzen, um das Signal 100ps eher eintreffen zu lassen.
In Pulsformern wird diese Technik genutzt, um aus einer Flanke einen Impuls von definierter Dauer zu erzeugen. Eine kurzgeschlossene Stichleitung die eine Impuls von 100ps Dauer erzeugt hat eine Länge von 1cm. Den Nachweis kann man am eindruckvollsten mit einem Oszilloskop mit 100ps Auflösung führen.
Zur Demonstration mit einfachen Mitteln wird man eher eine Leitung von 10m Länge nehmen, die als Lamda/2 Resonator auf 10MHz schwingt. Bei einer Kürzung um 10 mm wird die Frequenz auf 10,01 MHz erhöht, die Periodendauer also um 100ps verkürzt.
Im Sinne der Aufgabe mißt man dann die Änderung der Periodendauer und dazu die Frequenz mit einem Frequenzzähler. Es geht zur Not auch mit einem Transistorradio mit digitaler Frequenzabstimmung.
Manfred
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