Licht
Licht ist der Teil der elektromagnetischen Strahlung, die vom menschlichen Auge wahrgenommen werden kann. Dies sind die elektromagnetischen Wellen im Bereich von etwa 380-780 Nanometer (nm) Wellenlänge. Die unterschiedliche Empfindlichkeit von Pigment-Molekülen (Blau, Grün-Gelb, Orange-Rot) in verschiedenen Sehzapfenarten des menschlichen Auges für verschiedene Wellenlängen (V(λ)-Kurve) ist Grundlage der Fotometrie. Während die Sehzapfen für Farbsehen verantwortlich sind, registrieren die Sehstäbchen in der Netzhaut mit den Retinal-Molekülen unter Rhodopsin-Abspaltung bei Photonen-Einfang die Lichtstärke.
Wenn Elektronen eines höheren Energieniveaus auf ein niedrigeres Energieniveau springen, werden Photonen emittiert, diese können vom Menschen als Licht wahrgenommen werden. Die überschüssige Bewegungsenergie, die dabei abgegeben wird, ist als elektromagnetische Strahlung messbar.
Das in der Umwelt vorkommende Licht ist eine Mischung unterschiedlicher Wellenlängen. Durch ein Beugungsgitter oder ein Prisma kann man dieses polychromatische Licht in monochromatisches Licht (Licht einer Wellenlänge) zerlegen. Jeder dieser monochromatischen Lichtkomponenten entspricht ein spezifischer menschlicher Farbeindruck, die so genannten Spektralfarben oder Regenbogenfarben. In der Reihenfolge zunehmender Wellenlänge findet man:
| Farbton | Wellenlänge | |
|---|---|---|
| Violett | 400 - 420 nm | |
| Blau | 420 - 490 nm | |
| Grün | 490 - 575 nm | |
| Gelb | 575 - 585 nm | |
| Orange | 585 - 650 nm | |
| Rot | 650 - 750 nm |
Die Übergänge zwischen Farben sind fließend, der persönliche Farbeindruck einzeln benennbarer abzählbarer Farben ist subjektiv und durch Sprache, Tradition sowie Denken bedingt. Die in verschiedenen Sprachen (ursprünglich) vorkommenden Wörter für Farben belegen diese Subjektivität.
Die einzelnen Farbbereiche enthalten jeweils verschiedene Farbtöne. So ist der Zwischenbereich zwischen Blau und Grün etwa mit Türkis oder Cyan zu bezeichnen. Andere wahrgenommene Farben (beispielsweise Braun) ergeben sich bei Licht, in dem mehrere Wellenlängen vorkommen (additive Farbmischung) oder durch subtraktive Farbmischung aus gefiltertem weißem Licht.
Jenseits von violett liegt das für Menschen unsichtbare Ultraviolett, jenseits von rot die auch Infrarot genannte Wärmestrahlung.
Neben der Wellenlänge beziehungsweise Farbe ist Licht noch durch die Kohärenz, Interferenz und die Polarisation charakterisiert.
Eine der Hauptquellen des Lichtes ist die Sonne. Künstliche Lichtquellen sind beispielsweise Glühlampen, Leuchtstoffröhren, Leuchtdioden, Laser und chemisches Licht.
Licht hat wie beschrieben Wellencharakter, gleichzeitig aber auch Teilchencharakter. Dieser Welle-Teilchen-Dualismus des Lichtes entzieht sich einer anschaulichen Interpretation, ist aber im Rahmen der Quantenphysik mathematisch präzise beschreibbar. Lichtteilchen werden als Photonen bezeichnet. Sie besitzen keine Ruhemasse und bewegen sich im Vakuum stets mit Lichtgeschwindigkeit.
Nachweis
Licht kann mit verschiedenen Instrumenten nachgewiesen werden. Zum Beispiel mit dem Auge, fotografischem Film oder speziellen Strahlungsdetektoren. Heutzutage verwendet man dazu meist Halbleiterdetektoren, welche Licht in elektrische Impulse umwandeln und die auch in Digitalkameras als Sensoren dienen.
Größen und Einheiten
- Lichtgeschwindigkeit
- Lichtstrom (Lumen)
- Lichtmenge (Lumensekunde)
- Lichtstärke (Candela)
- Leuchtdichte (Candela/m²)
- Beleuchtungsstärke (Lux)
- Lichtfarbe (Kelvin)
Siehe auch
Weblinks
Real Video (Aus der Fernsehsendung Alpha Centauri):
Literatur
- Albert Einstein: Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt.", Annalen der Physik, 1905, Seiten 132-148 (Mit diesem Beitrag begründete Einstein den Welle-Teilchen-Dualismus des Lichts)
- Thomas Walther, Herbert Walther: Was ist Licht? Von der klassischen Optik zu Quantenoptik, Verlag C.H.Beck, München, 1999, ISBN 3-406-44722-8
- Sidney Perkowitz: Eine kurze Geschichte des Lichts. Die Erforschung eines Mysteriums, Deutscher Taschenbuch Verlag, aus dem Amerikanischen übersetzt von Hainer Kober, München, 1998, ISBN 3-423-33020-1, amerik. Originalausgabe New York, 1996, ISBN 0-8050-3211-8