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Was ist Licht?

Licht ist der Teil der elektromagnetischen Strahlung, den wir mit dem Auge sehen können. Das Lichtspektrum, also die Wellenlängen des sichtbaren Lichts liegen zwischen 380 Nanometer (kürzere Wellenlänge) und 780 nm (längere Wellen = weniger Photonenenergie).

Das Licht auf der Erde stammt überwiegend von der Sonne (Tageslicht) oder vom Mond (nachts). Allerdings ist der Mensch inzwischen in der Lage, Licht zu erzeugen, z.B. Feuer oder elektrisches Licht. Wenn Licht auf Gegenstände fällt, wird ein Teil der Strahlung absorbiert (verschluckt) - der Rest wird reflektiert, also zurückgestrahlt. Das führt dazu, dass viele Dinge farbig aussehen. Ein blauer Ball reflektiert zum Beispiel nur (bzw. zum größten Teil) die Strahlung mit einer Wellenlänge von ca. 450 nm.

Farben

Farbensehen
Farbensehen

Dass wir überhaupt Licht bzw. bestimmt Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung überhaupt sehen können, hängt mit unseren Augen zusammen. Das sind Sinneszellen, die sich im Laufe der Evolution so entwickelt haben, dass sie physikalische Kräfte aus unserer Umgebung so umwandeln könenn, dass wir sie im Gehirn verarbeiten können. Das menschliche Auge hat dafür vier verschiedene Sinneszellen, die jeweils bei unterschiedlichen Wellenlängen bzw. bei unterschiedlicher Lichtintensität "aktiviert" werden. Mehr dazu siehe "Auge: Aufbau und Funktionsweise".

Lichtspektrum durch Prisma Lichtspektrum durch Prisma

Die Wellenlängen der Hauptfarben sind:

Violett ca. 380 bis 430 nm  
Blau ca. 430 (Ultramarinblau) bis 490 nm (Preußischblau)  
Grün ca. 490 bis 570 nm  
Gelb ca. 570 (grün-gelb) bis 600 nm (orange-gelb)  
Orange ca. 600 nm bis 640 nm  
Rot ca. 640 nm (orange-rot) bis 780 nm (Krapp-Rot)  

Licht (physikalisch)

Aber was genau ist nun Licht? Woraus besteht es? Diese Frage ist schwierig zu beantworten. Denn Licht ist so klein und grundlegend, dass man es mit nichts wirklich "sehen" kann. Man kann zwar (theoretisch ) inzwischen sogar einzelne Atome sichtbar machen (mit einem Rasterelektronenmikroskop), aber Licht ist noch viel viel kleiner. Aus diesem Grund kann man sich Licht nur als Modell vorstellen. Und da gibt es ein Problem: denn das Verhalten von Licht ist so ungewöhnlich, dass es irgendwei kein passendes Modell gibt. Daher kann man Licht auf verschiedene Weise beschreiben, je nachdem, was man gerade im Blickpunkt hat.

Licht als Energie

Licht als "Energie": Wenn man sich in die Sonne stellt, bemerkt man sofort, dass Licht Energie in sich trägt. Denn es ist warm - bzw. Licht ist in der Lage, Dinge aufzuwärmen. Wenn Dinge Licht absorbieren (verschlucken), dann erwärmen sie sich dabei. Ein schwarzes T-Shirt wird im Sonnenlicht viel schneller warm als ein weißes, dass den größten Teil des Lichts reflektiert, also zurückwirft.

Licht als Welle bzw Lichtstrahl

Licht als "Welle" bzw. Lichtstrahl: Wenn es um die Bewegung von Licht geht, dann begreift man es als Teil der elektromagnetischen Strahlung. Der Begriff "Strahlung" zeigt, dass die Bahn, auf der sich Licht bewegt, immer gradlinig ist, also schnurstraksgeradeaus.

Lichtstrahlen (Optik)
Lichtstrahlen (Optik) Bildquelle: Optikunde.de

Nur wenn Licht auf eine Masse trifft, wird es in seiner Bahn abgelenkt. Man nennt das "Lichtbrechung". Mit Hilfe optischer Linsen kann man zum Beispiel Licht sehr exakt brechen, was man sich für Sehhilfen wie Brillen oder Mikroskope zunutze macht.

Sammellinse (konvex) Sammellinse (konvex)

Eine Besonderheit dabei ist jedoch, das Licht nicht abgebremst wird. Es verändert zwar manchmal seine Richtung, ist aber immer gleich schnell. Diese Geschwindigkeit nennt man Lichtgeschwindigkeit. Und weil die Lichtgeschwindigkeit immer gleich ist, nennt man sie auch eine "Naturkonstante". (Darum kann man es auch als Einheit für Entfernungen benutzen, siehe Lichtjahr).

Licht als Teilchen

Licht als Teilchen: für manche Phänomene muss man sich das Licht auch als Teilchen vorstellen - wenn es zum Beispiel darum geht, zu erklären, warum so ein Licht-Dinges andere Teilchen aus der Bahn werfen kann (z.B.. Elektronen aus einem Atom).

Das folgende Video veranschaulicht diese Unklarheit noch einmal:

Lichtquant / Photon

Kurzum: Licht ist irgendwie nicht greifbar, noch nicht einmal als Modell. Damit man aber doch drüber reden kann, hat man sich überlegt, Licht als Photon zu bezeichnen, was ungefähr so viel bedeutet wie "Lichtteilchen". In der Physik nannt man es auch Quant. Ein Lichtquant bzw. Photon ist das Elementar-"Dinges", woraus elektromagnetische Strahlung besteht.

Anhand der Eigenschaften der Strahlung kann man Rückschlüsse auf die Lichtquelle ziehen, siehe Spektroskopie.

Ressourcen / Quellen

Siehe auch