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Licht: Unterschied zwischen den Versionen

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[[Datei:In the Sunshine after the Rain (5548811694).jpg|mini|Die Sonne scheint hell, nachdem es eben noch geregnet hat. Sogar die [[Wasser]]tropfen leuchten dadurch.]]
[[Datei:In_the_Sunshine_after_the_Rain_(5548811694).jpg|mini|Die [[Sonne]] scheint hell, nachdem es eben noch geregnet hat. Sogar die [[Wasser|Wassertropfen]] leuchten dadurch.]]
Licht besteht aus Strahlen, die es uns ermöglichen, etwas zu sehen. Dabei fallen Lichtstrahlen zum Beispiel auf einen Gegenstand, der einen Teil der Lichtstrahlen wieder zurück schickt. Diese Lichtstrahlen enthalten dann wichtige [[Information]]en über die [[Farbe]], die Form des Gegenstands und wo genau er sich befindet. Unsere [[Auge]]n nehmen die Lichtstrahlen auf und leiten sie ans [[Gehirn]] weiter. Dann erst können wir den Gegenstand sehen.  
Licht ist eine besondere Strahlung. Licht nehmen wir mit unseren [[Auge]]n wahr. Wir sehen aber nicht nur das Licht, das direkt von einer Lichtquelle kommt. Dies kann die [[Sonne]] sein, eine Lampe oder eine Kerze. Fällt das Licht aus einer Lichtquelle zum Beispiel auf ein [[Buch]], dann wirft dieser Gegenstand einen Teil des Lichts wieder in seine Umgebung zurück. Dieses zurück gestreute Licht enthält dann wichtige [[Information]]en über die [[Farbe]] des Gegenstandes, seine Form und wo genau er sich befindet.  


Ganz ohne Licht können wir gar nichts erkennen. Oder andersherum gesagt: Je mehr Lichtstrahlen in unsere Augen fallen, desto besser können wir sehen. Lichtstrahlen sind gerade. Wenn sie auf einen Gegenstand treffen, werden sie entweder geschluckt, also zurück behalten oder reflektiert, das heißt umgeleitet in eine andere Richtung. Dunkle [[Farbe]]n können Licht schlucken, helle [[Farbe]]n reflektieren mehr.
Wenn nur wenig Licht zurückgestreut wird, sagen wir: „Der Gegenstand ist dunkel.“ Wird viel Licht zurückgestreut, sagen wir: „Der Gegenstand ist hell.“ Damit wir einen Gegenstand sehen, muss Licht von ihm in unsere [[Auge]]n fallen. Dort reizt es Zellen in der Netzhaut. Diese sind über Nerven mit dem [[Gehirn]] verbunden. Dadurch erfährt das Gehirn, wo es auf der Netzhaut hell und wo es dunkel ist.


Lichtstrahlen stammen aus Lichtquellen. Die hellste Lichtquelle, die wir kennen, ist die [[Sonne]]. Sie besteht aus den [[Gas]]en [[Wasserstoff]] und [[Helium]] und leuchtet so stark, weil sich ständig Wasserstoff-[[Atome und Moleküle|Atome]] zu Helium-Atomen verbinden. Dabei entstehen Licht und Wärme.
Bis in die [[Neuzeit]] wussten die [[Mensch]]en noch nicht genau, wie das Sehen funktioniert. Sie dachten zum Beispiel: Man sieht dadurch, dass Strahlen aus unseren Augen kommen. Diese Strahlen tasten die Dinge ab und gehen zurück in die Augen.


Bis in die [[Neuzeit]] wussten die [[Mensch]]en noch nicht genau, was Licht ist. Sie dachten zum Beispiel: Man sieht dadurch, dass Strahlen aus unseren Augen kommen. Diese Strahlen tasten die Dinge ab und gehen zurück in die Augen.
=== Kann man sich Licht als Lichtstrahlen vorstellen? ===
[[File:North Street Wellington backwards - geograph.org.uk - 1517086.jpg|mini|Gekrümmte Spiegel verzerren die Lichtstrahlen.]]
Das kann man tatsächlich. Man stellt sich dabei sehr viele und sehr schmale, gerade Lichtstrahlen vor. Die Sonne wirft sie auf einen Gegenstand, dieser wirft sie zurück und unsere Augen können sie sehen.


==Was macht den Unterschied beim Licht?==
Ein gekrümmter Spiegel verzerrt die Lichtstrahlen, so dass lustige Bilder entstehen. Auch wenn ein Lichtstrahl von [[Luft]] zum Beispiel auf einen Gegenstand aus [[Glas]] fällt, kann er abknicken. Dann sagt man: „Das Licht wird gebrochen“ Das machen [[Brille]]n, [[Mikroskop]]e und [[Teleskop]]e. Wir sehen dadurch einen Gegenstand schärfer, größer oder näher.
[[File:Campfire with metal ring.jpg|mini|[[Feuer]] gibt nicht nur sichtbares Licht. Es sind auch Strahlen mit einer großen Wellenlänge dabei, die wir auf der [[Haut]] als Wärme spüren.]]
Lichtstrahlen kann man sich als winzige Wellen vorstellen. Weit auseinander liegende Wellen ergeben rotes Licht. Liegen die Wellen enger beieinander, entsteht gelbes Licht. Dann wird es grün, blau und violett. Diese Farben können wir [[Mensch]]en sehen. Nach violett kommt noch ultraviolett, das sehen gewisse [[Tier]]e. Liegen die Wellen noch weiter auseinander als bei rot, spricht man von infrarot. Das sehen wiederum andere Tiere. Im Sonnenlicht sind alle diese Farben enthalten. Im [[Regenbogen]] werden sie sichtbar. Man nennt diese Farben Spektralfarben.


Wir können Licht mit den Augen als eher warm oder eher kalt empfinden. Kaltes Licht hat eine kurze Wellenlänge. Es ist sehr weiß, manchmal mit einem leichten Stich ins Bläuliche oder ins Violette. Solche Lampen sind als „kalt-weiß“ gekennzeichnet. „Warm-weißes“ Licht hat längere Wellen, es ist eher gelb. Das Licht eines [[Feuer]]s ist gelb-orange. Das wirkt in unseren Augen wärmer. Die Wärme, die wir dabei auf der [[Haut]] spüren, kommt aber von den infraroten Strahlen, die wir mit den Augen nicht sehen.
Die Vorstellung von Lichtstrahlen kann aber nicht alles erklären, was wir beim Licht beobachten können. Man kann sich so zum Beispiel die verschiedenen [[Farbe]]n nicht erklären.


[[File:Spectre.svg|mini|Hier sieht man die [[Symbol]]e zum [[Text]] nebenan.]]
=== Kann man sich Licht als Lichtwellen vorstellen? ===
Aber das ist erst der Anfang. Die [[Optik]]er haben herausgefunden, dass man sich Lichtstrahlen als winzige Wellen vorstellen kann. Die engsten Wellen ergeben eine [[Atomkraft|atomare]] Strahlung. Etwas weniger eng sind die [[Röntgenstrahlen]]. Dann folgt die ultraviolette Strahlung, die zum Beispiel [[Sonnenbrand]] verursacht. Dann folgen die für uns sichtbaren Farben von violett bis rot. Anschließend kommt die Infrarotstrahlung, zum Beispiel die Wärme eines Feuers. Noch weniger dicht stehen die Mikrowellen, die uns zum Beispiel im [[Mikrowellenofen]] etwas aufwärmen. Zum Schluss kommen die [[Radio]]wellen, die uns die Programme übertragen.
[[Datei:Espejo (3207185886).jpg|mini|Wellen laufen kreisförmig auseinander weg. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Kreisen nennt man Wellenlänge.]]
Auch das geht und ist nützlich. Die Vorstellung von Licht als Wellen ist eine andere als die Vorstellung von Licht als Strahlen. Man sagt in der [[Physik]] auch: „Man braucht ein anderes [[Modell]]. Farben kann man besonders gut mit dem Wellenmodell erklären.


== Was ist die Lichtgeschwindigkeit? ==
Wellen kennen wir im Alltag vor allem bei [[Wasser]]. Taucht man den [[Finger]] in kurzen Abständen immer wieder ins Wasser, so entstehen kreisförmige Wellen. Die Stellen, wo das Wasser am höchsten ist, nennt man Wellenberge. Den Abstand von zwei benachbarten Wellenbergen voneinander nennt man Wellenlänge.  
Licht kann sich unglaublich schnell ausbreiten. In einer [[Sekunde]] legt das Licht 300.000 [[Kilometer]] zurück, das sind umgerechnet eine [[Milliarde]] [[Stundenkilometer]]. Das Licht braucht also von der [[Erde]] bis zum [[Mond]] nur etwas mehr als eine Sekunde.


Für uns [[Mensch]]en ist diese Geschwindigkeit nicht wahrnehmbar. Wenn wir zum Beispiel eine Lampe anknipsen, meinen wir, das Licht sei sofort da. Bei der Erforschung des [[Weltall]]s spielt die Lichtgeschwindigkeit aber eine sehr große Rolle.
Die Farbe des Lichts hängt von der Wellenlänge ab: Zwar hat Licht immer eine sehr kleine Wellenlänge. Bei rotem Licht ist sie aber größer als zum Beispiel bei violettem Licht. Im [[Regenbogen]] sind die Farben sozusagen nach der Wellenlänge sortiert.
Licht verschiedener Wellenlängen kann gemischt werden. Dadurch können auch Farben entstehen, die nicht im Regenbogen enthalten sind, zum Beispiel die Farbe Braun. Auch weißes Licht ist immer aus Licht verschiedener Farben gemischt.  


==Was ist ein Lichtjahr?==
Ist die Wellenlänge noch etwas kleiner als bei violett, so spricht man von ultraviolettem Licht. Man sagt auch kurz: UV-Licht. [[Mensch]]en können UV-Licht nicht sehen. [[Bienen]] können das zum Teil schon. UV-Licht kann einen [[Sonnenbrand]] und andere Schäden an der [[Haut]] verursachen, wenn die Haut zu viel damit bestrahlt wird.  
Ein Lichtjahr ist die Länge, die ein Lichtstrahl in einem [[Jahr]] zurücklegt. Ein Lichtjahr beträgt rund zehn [[Billion]]en Kilometer. Das ist eine Eins mit 13 [[Null]]en. Mit „Lichtjahr“ misst man also nicht die [[Zeit]], sondern eine Entfernung. Lichtjahre benutzt man vor allem, um große Entfernungen im [[Weltall]] anzugeben.  


Wer von Lichtjahren spricht, kann auch andere Längen berechnen: Lichtstunden, Lichtminuten oder Lichtsekunden. Wenn die Sonne plötzlich nicht mehr leuchten würde, bekämen wir das erst acht [[Minute]]n später mit. Die Sonne ist also acht Lichtminuten von der Erde entfernt. Bis zum Mond beträgt der Abstand etwas mehr als eine Lichtsekunde.
Auch [[Röntgenstrahlen|Röntgenstrahlung]] ist so etwas wie Licht. Hier ist die Wellenlänge noch kleiner als beim UV-Licht. Diese Strahlen sind deshalb auch noch gefährlicher als UV-Licht. Röntgenstrahlen durchdringen den [[Körper]], wobei die [[Knochen]] einen Schatten werfen.  


Von anderen [[Stern]]en, die wir nachts am [[Himmel]] sehen, ist das Licht viele Jahre unterwegs. Wir sehen deshalb nicht die Sterne, wie sie heute aussehen, sondern wie sie früher ausgesehen haben.  
[[Datei:Campfire_with_metal_ring.jpg|mini|[[Feuer]] gibt nicht nur sichtbares Licht. Es sind auch Strahlen mit einer großen Wellenlänge dabei, die wir auf der [[Haut]] als Wärme spüren.]]
Ist die Wellenlänge von Licht etwas länger als bei rotem Licht, spricht man von Infrarot-Licht. Auch Infrarot-Licht können wir nicht mehr sehen. Es wird zum Beispiel bei Fernbedienungen verwendet. Manche Handy-Kameras können allerdings Infrarot-Licht noch wahrnehmen. Wenn man dann mit einer Kamera-App auf die Vorderseite einer Fernbedienung schaut und einen Knopf der Fernbedienung drückt, sieht man es im Bild blinken.


Unser Sonnensystem liegt in der [[Milchstraße]]. Die hat die Form einer flachen Scheibe. An der längsten Stelle beträgt ihr [[Durchmesser]] gegen 200.000 Lichtjahre.
Kommt viel infrarotes Licht auf der Haut an, empfinden wir das als Wärme. Die Wärme, die wir empfinden, wenn wir die [[Hand]] in die Nähe eines Heizkörpers halten, ist vor allem das Infrarot-Licht.
 
Noch größere Wellenlängen haben Mikrowellen. Man nutzt sie im [[Mikrowellenofen]], aber auch [[Handy|Mobiltelefone]] senden „Licht“ in diesem Bereich aus. Die Wellen von [[Radio]]sendern sind noch länger.
 
=== Was ist die Lichtgeschwindigkeit? ===
Licht kann sich unglaublich schnell ausbreiten. In einer [[Sekunde]] legt das Licht 300.000 [[Kilometer]] zurück, das sind umgerechnet eine [[Milliarde]] [[Stundenkilometer]]. Das Licht braucht also von der [[Erde]] bis zum [[Mond]] nur etwas mehr als eine Sekunde.
 
Für uns Menschen ist diese Geschwindigkeit im Alltag nicht wahrnehmbar. Wenn wir zum Beispiel eine Lampe anknipsen, meinen wir, das Licht sei sofort da. Bei der Erforschung des [[Weltall]]s spielt die Lichtgeschwindigkeit aber eine sehr große Rolle.
 
=== Was ist ein Lichtjahr? ===
[[File:Where Heaven and Earth Collide.jpg|thumb|Eine Sternwarte in [[Chile]]. Oben sieht man die Sterne des Nachthimmels mitsamt [[Milchstraße]]. Die Sterne sind unheimlich weit weg, aber das Licht ist mit Lichtgeschwindigkeit zu uns gekommen.]]
Ein Lichtjahr ist die Länge, die ein Lichtstrahl in einem [[Jahr]] zurücklegt. Ein Lichtjahr beträgt rund zehn [[Billion|Billionen]] Kilometer. Das ist eine Eins mit 13 [[Null]]en. Mit „Lichtjahr“ misst man also nicht die [[Zeit]], sondern eine Entfernung. Lichtjahre benutzt man vor allem, um große Entfernungen im Weltall anzugeben.
 
Wer von Lichtjahren spricht, kann auch andere Längen berechnen: Lichtstunden, Lichtminuten oder Lichtsekunden. Wenn die Sonne plötzlich nicht mehr leuchten würde, bekämen wir das erst acht [[Minute]]n später mit. Die Sonne ist also acht Lichtminuten von der Erde entfernt. Bis zum [[Mond]] beträgt der Abstand etwas mehr als eine Lichtsekunde.
 
Von anderen [[Stern]]en, die wir nachts am [[Himmel]] sehen, ist das Licht viele Jahre unterwegs. Wir sehen deshalb nicht die Sterne, wie sie heute aussehen, sondern wie sie früher ausgesehen haben.
 
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WhereRainbowRises.jpg|In einem [[Regenbogen]] sind die [[Farbe]]n nach der Wellenlänge sortiert.
Spectre.svg|Hier sieht man die [[Symbol|Symbole]] zu den Wellenlängen. Die Abkürzung "nm" steht für "Nanometer", das ist ein Milliardstel Meter.
Ceiling_light_fixture_in_Hofstatt_Mall,_Munich,_February_2017.jpg|Licht spielt auch in Kunstwerken eine Rolle, wie hier in [[München]]
File:Light painting screw.jpg|Hier ist jemand mit einer Leuchte herumgelaufen. Die Kamera wurde so eingestellt, dass nur das grelle Licht aufgenommen wurde.
File:Lámparas, Djemaa el Fna -- 2014 -- Marrakech, Marruecos.jpg|Lampen in einem Laden in [[Marokko]]
File:San Francisco International Airport at night.jpg|Der Flughafen von San Francisco in der Nacht. Nur dank künstlichem Licht kann man etwas sehen.
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[[Kategorie:Wissenschaft und Technik]]
[[Kategorie:Wissenschaft und Technik]]

Aktuelle Version vom 27. Februar 2024, 17:25 Uhr

Die Sonne scheint hell, nachdem es eben noch geregnet hat. Sogar die Wassertropfen leuchten dadurch.

Licht ist eine besondere Strahlung. Licht nehmen wir mit unseren Augen wahr. Wir sehen aber nicht nur das Licht, das direkt von einer Lichtquelle kommt. Dies kann die Sonne sein, eine Lampe oder eine Kerze. Fällt das Licht aus einer Lichtquelle zum Beispiel auf ein Buch, dann wirft dieser Gegenstand einen Teil des Lichts wieder in seine Umgebung zurück. Dieses zurück gestreute Licht enthält dann wichtige Informationen über die Farbe des Gegenstandes, seine Form und wo genau er sich befindet.

Wenn nur wenig Licht zurückgestreut wird, sagen wir: „Der Gegenstand ist dunkel.“ Wird viel Licht zurückgestreut, sagen wir: „Der Gegenstand ist hell.“ Damit wir einen Gegenstand sehen, muss Licht von ihm in unsere Augen fallen. Dort reizt es Zellen in der Netzhaut. Diese sind über Nerven mit dem Gehirn verbunden. Dadurch erfährt das Gehirn, wo es auf der Netzhaut hell und wo es dunkel ist.

Bis in die Neuzeit wussten die Menschen noch nicht genau, wie das Sehen funktioniert. Sie dachten zum Beispiel: Man sieht dadurch, dass Strahlen aus unseren Augen kommen. Diese Strahlen tasten die Dinge ab und gehen zurück in die Augen.

Kann man sich Licht als Lichtstrahlen vorstellen?

Gekrümmte Spiegel verzerren die Lichtstrahlen.

Das kann man tatsächlich. Man stellt sich dabei sehr viele und sehr schmale, gerade Lichtstrahlen vor. Die Sonne wirft sie auf einen Gegenstand, dieser wirft sie zurück und unsere Augen können sie sehen.

Ein gekrümmter Spiegel verzerrt die Lichtstrahlen, so dass lustige Bilder entstehen. Auch wenn ein Lichtstrahl von Luft zum Beispiel auf einen Gegenstand aus Glas fällt, kann er abknicken. Dann sagt man: „Das Licht wird gebrochen“ Das machen Brillen, Mikroskope und Teleskope. Wir sehen dadurch einen Gegenstand schärfer, größer oder näher.

Die Vorstellung von Lichtstrahlen kann aber nicht alles erklären, was wir beim Licht beobachten können. Man kann sich so zum Beispiel die verschiedenen Farben nicht erklären.

Kann man sich Licht als Lichtwellen vorstellen?

Wellen laufen kreisförmig auseinander weg. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Kreisen nennt man Wellenlänge.

Auch das geht und ist nützlich. Die Vorstellung von Licht als Wellen ist eine andere als die Vorstellung von Licht als Strahlen. Man sagt in der Physik auch: „Man braucht ein anderes Modell“. Farben kann man besonders gut mit dem Wellenmodell erklären.

Wellen kennen wir im Alltag vor allem bei Wasser. Taucht man den Finger in kurzen Abständen immer wieder ins Wasser, so entstehen kreisförmige Wellen. Die Stellen, wo das Wasser am höchsten ist, nennt man Wellenberge. Den Abstand von zwei benachbarten Wellenbergen voneinander nennt man Wellenlänge.

Die Farbe des Lichts hängt von der Wellenlänge ab: Zwar hat Licht immer eine sehr kleine Wellenlänge. Bei rotem Licht ist sie aber größer als zum Beispiel bei violettem Licht. Im Regenbogen sind die Farben sozusagen nach der Wellenlänge sortiert. Licht verschiedener Wellenlängen kann gemischt werden. Dadurch können auch Farben entstehen, die nicht im Regenbogen enthalten sind, zum Beispiel die Farbe Braun. Auch weißes Licht ist immer aus Licht verschiedener Farben gemischt.

Ist die Wellenlänge noch etwas kleiner als bei violett, so spricht man von ultraviolettem Licht. Man sagt auch kurz: UV-Licht. Menschen können UV-Licht nicht sehen. Bienen können das zum Teil schon. UV-Licht kann einen Sonnenbrand und andere Schäden an der Haut verursachen, wenn die Haut zu viel damit bestrahlt wird.

Auch Röntgenstrahlung ist so etwas wie Licht. Hier ist die Wellenlänge noch kleiner als beim UV-Licht. Diese Strahlen sind deshalb auch noch gefährlicher als UV-Licht. Röntgenstrahlen durchdringen den Körper, wobei die Knochen einen Schatten werfen.

Feuer gibt nicht nur sichtbares Licht. Es sind auch Strahlen mit einer großen Wellenlänge dabei, die wir auf der Haut als Wärme spüren.

Ist die Wellenlänge von Licht etwas länger als bei rotem Licht, spricht man von Infrarot-Licht. Auch Infrarot-Licht können wir nicht mehr sehen. Es wird zum Beispiel bei Fernbedienungen verwendet. Manche Handy-Kameras können allerdings Infrarot-Licht noch wahrnehmen. Wenn man dann mit einer Kamera-App auf die Vorderseite einer Fernbedienung schaut und einen Knopf der Fernbedienung drückt, sieht man es im Bild blinken.

Kommt viel infrarotes Licht auf der Haut an, empfinden wir das als Wärme. Die Wärme, die wir empfinden, wenn wir die Hand in die Nähe eines Heizkörpers halten, ist vor allem das Infrarot-Licht.

Noch größere Wellenlängen haben Mikrowellen. Man nutzt sie im Mikrowellenofen, aber auch Mobiltelefone senden „Licht“ in diesem Bereich aus. Die Wellen von Radiosendern sind noch länger.

Was ist die Lichtgeschwindigkeit?

Licht kann sich unglaublich schnell ausbreiten. In einer Sekunde legt das Licht 300.000 Kilometer zurück, das sind umgerechnet eine Milliarde Stundenkilometer. Das Licht braucht also von der Erde bis zum Mond nur etwas mehr als eine Sekunde.

Für uns Menschen ist diese Geschwindigkeit im Alltag nicht wahrnehmbar. Wenn wir zum Beispiel eine Lampe anknipsen, meinen wir, das Licht sei sofort da. Bei der Erforschung des Weltalls spielt die Lichtgeschwindigkeit aber eine sehr große Rolle.

Was ist ein Lichtjahr?

Eine Sternwarte in Chile. Oben sieht man die Sterne des Nachthimmels mitsamt Milchstraße. Die Sterne sind unheimlich weit weg, aber das Licht ist mit Lichtgeschwindigkeit zu uns gekommen.

Ein Lichtjahr ist die Länge, die ein Lichtstrahl in einem Jahr zurücklegt. Ein Lichtjahr beträgt rund zehn Billionen Kilometer. Das ist eine Eins mit 13 Nullen. Mit „Lichtjahr“ misst man also nicht die Zeit, sondern eine Entfernung. Lichtjahre benutzt man vor allem, um große Entfernungen im Weltall anzugeben.

Wer von Lichtjahren spricht, kann auch andere Längen berechnen: Lichtstunden, Lichtminuten oder Lichtsekunden. Wenn die Sonne plötzlich nicht mehr leuchten würde, bekämen wir das erst acht Minuten später mit. Die Sonne ist also acht Lichtminuten von der Erde entfernt. Bis zum Mond beträgt der Abstand etwas mehr als eine Lichtsekunde.

Von anderen Sternen, die wir nachts am Himmel sehen, ist das Licht viele Jahre unterwegs. Wir sehen deshalb nicht die Sterne, wie sie heute aussehen, sondern wie sie früher ausgesehen haben.




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