Licht

Das physikalische Phänomen Licht soll hier nur soweit erklärt werden, wie es zum Verständnis der vorgestellten Experimente nötig ist.

Licht ist im physikalischen Sinn eine Form der elektromagnetischen Strahlung.

Licht besteht aus extrem schnellen Schwingungen eines elektromagnetischen Feldes in einem bestimmten Frequenzbereich. Bei sichtbarem Licht entstehen verschiedene Farben durch verschiedene Frequenzen. Sie reichen von etwa 4×1014 Schwingungen pro Sekunde für rotes Licht bis ungefähr 7,5×1014 Schwingungen pro Sekunde für blaues Licht. Die Wellenlängen für das sichtbare Spektrum reichen von ungefähr 40 millionstel Zentimeter (Violett) bis zu 75 millionstel Zentimeter (Rot). Höhere Frequenzen, denen kürzere Wellenlängen entsprechen, umfassen die ultraviolette Strahlung, und noch höhere Frequenzen findet man bei der Röntgenstrahlung. Niedrigere Frequenzen (also größere Wellenlängen) werden als infrarote Strahlung bezeichnet. Noch kleinere Frequenzen sind charakteristisch für Radiowellen.

Lichtbrechung im Prisma:  Weißes Licht setzt sich aus verschiedenfarbigen Lichtstrahlen zusammen, die im Prisma sichtbar werden, weil sie sich dort mit unterschiedlichen Winkeln brechen.

Im allgemeinen Sinn versteht man unter Licht die Form von Strahlung, die man mit dem bloßen Auge wahrnehmen kann – also sichtbares Licht.

Lichtbrechung im Glasblock:  Licht, dass auf einen planparallelen Glasblock trifft, wird sowohl beim Ein- als auch beim Austreten gebrochen. Dabei werden ein- und ausfallender Lichtstrahl (proportional zur Dicke des Glasblocks, der Brechungszahl und dem Einfallswinkel) parallel verschoben.
Brechung bei Linsen:  Bei Sammellinsen laufen die einfallenden Strahlen des Gegenstandes zusammen – sie konvergieren.  Je nach Abstand des Gegenstandes von der Linse (Gegenstandsweite) entsteht bei diesem Linsentyp ein reelles, umgekehrt stehendes Bild, das verkleinert oder auch vergrößert sein kann. In einem Fall kann auch ein virtuelles Bild entstehen. Im Gegensatz dazu erzeugt eine Zerstreuungslinse unabhängig von der Gegenstandsweite, immer ein virtuelles, aufrecht stehendes und verkleinertes Bild.

Sonnenlicht wird z. B. von grünen Pflanzen für die Photosynthese benutzt. Licht übt auch eine wichtige Wirkung auf viele Chemikalien aus. Einige Chemikalien, die Silber enthalten, färben sich in der Gegenwart von anderen Chemikalien dunkel, wenn sie Licht ausgesetzt werden. Diesen Vorgang nutzt man beispielsweise in der Photographie.

WESEN DES LICHTES
Lichtabsorption und -emission (stark vereinfacht):     Photonen geeigneter Energie sind in der Lage chemische Stoffe bzw. Atome in einen so genannten „angeregten Zustand” zu überführen. Bei diesem Vorgang wird ein Teil der Energie des einfallenden Photons absorbiert und im günstigsten Fall Elektronen von einem niedrigen Energieniveau auf ein höheres Niveau angehoben. Umgekehrt vermag ein angeregtes Atom unter Emission von Photonen vom angeregten Zustand wieder in seinen Ausgangszustand zurückzukehren, wobei Elektronen eines höheren Energieniveaus auf ein niedrigeres Niveau fallen.Beugung und Interferenz von Licht:    Wenn monochromatisches Licht durch einen Spalt tritt, dessen Breite etwa der Wellenlänge des Lichtes entspricht, kommt es zur Beugung der Lichtwellen. Treffen diese Wellen auf einen Doppelspalt  lässt sich das Phänomen der Interferenz beobachten: Die Wellen überlappen sich und es entsteht ein Hell-Dunkel-Muster (Beugungs- oder Interferenzmuster). Ergänzen sich die Wellen nach Passieren des Doppelspaltes (Hell), spricht man von konstruktiver Interferenz, löschen sie sich aus (Dunkel), von destruktiver Interferenz. Licht wird von einer Quelle in Form von Strahlen abgegeben und breitet sich auf seinem Weg immer weiter aus, wobei die Leuchtstärke pro Flächeneinheit mit dem Quadrat der Entfernung abnimmt. Wenn Licht auf einen Körper trifft, wird es entweder absorbiert oder reflektiert. Nach der Reflexion an einer rauen Oberfläche wird das Licht in alle Richtungen gestreut. Einige Frequenzen werden stärker reflektiert als andere, was den Körpern ihre charakteristische Farbe verleiht. Weiße Oberflächen reflektieren alle Wellenlängen des Lichtes gleichermaßen, und schwarze Oberflächen absorbieren das Licht fast vollständig. Abbildende Reflexion erfordert hingegen eine sehr glatte Oberfläche wie z. B. einen Spiegel.

 Microsoft® Encarta® Enzyklopädie Professional 2005. © 1993-2004 Microsoft Corporation. Alle Rechte vorbehalten.

Licht kann man verschiedentlich in einem Kunst-/ Spielobjekt nutzen, z.B.