Lichtstrahlen

Was du wissen musst

• Wie entsteht ein Lichtstrahl?

  Licht kannst du dir als Energie vorstellen, die von einer Quelle ausgesandt wird. So eine Quelle kann zum Beispiel eine Taschenlampe, eine LED-Lampe in deinem Zimmer oder auch die Sonne sein. Das Licht trifft auf umherstehende Gegenstände, die es reflektieren. Wenn so ein reflektierter Lichtstrahl in deine Augen fällt, kannst du den Gegenstand sehen.

  Die meisten Lichtquellen senden Licht nicht nur in eine Richtung aus, sondern in viele verschiedene Richtungen, manchmal sogar in alle. Theoretisch könnten wir all diese Richtungen mit jeweils einem Lichtstrahl, der von der Lichtquelle in die Ausstrahlrichtung zeigt, darstellen. Das wären aber in der Regel zu viele Strahlen, um sie alle einzuzeichnen. Deshalb hat man sich die Sache mit den Lichtbündeln einfallen lassen.

• Was ist der Unterschied zwischen Lichtstrahlen und Lichtbündeln?

  Ein Laser sendet Licht nur in eine Richtung aus. Das ist aber auch so ziemlich die einzige Quelle, bei der das der Fall ist. Andere Lichtquellen senden das Licht in viele verschiedene Richtungen aus. All diese Richtungen jeweils mit einem eigenen Lichtstrahl anzugeben, wäre sehr unübersichtlich. Deshalb gibt es das Lichtbündel. Während ein Lichtstrahl immer nur eine Richtung angibt, in die das Licht ausgesendet wird, kann ein Lichtbündel einen ganzen Bereich von Richtungen angeben.

   

  

  So ein Lichtbündel kannst du mit den beiden Randstrahlen angeben. Diese Lichtstrahlen markieren den Übergang zwischen dem Bereich, in den das Licht gelangt, und dem Bereich, in den es nicht gelangt. Alle Richtungen, die von diesen Randstrahlen eingeschlossen sind, gehören dann zum Lichtbündel und werden mit Licht versorgt. Die Lichtbündel brauchen wir beispielsweise, um in der Schattenlehre herauszufinden, was für einen Schatten ein Gegenstand wirft, der von einer Lichtquelle angeleuchtet wird.

• Wozu braucht man Lichtstrahlen?

  Das Licht hat für uns unvorstellbaren Wert und ist deshalb in allen Kulturen eine wichtige Rolle. Es ist sehr wahrscheinlich, dass es ohne Licht kein Leben auf der Erde gäbe, zumindest kein komplexes. Die Pflanzen brauchen Licht für die Fotosynthese. Dabei wandeln sie die Lichtenergie in chemische Energie um, die dann in Form von Kohlenhydraten gespeichert wird und von den Pflanzen genutzt werden kann. Jetzt weißt du also, wo Pflanzen ihre Energie herbekommen. Auch wir Menschen benötigen unbedingt eine ausreichende Dosis Licht, beispielsweise um das lebenswichtige Vitamin D herzustellen, das unser Körper unter anderem zum Knochenbau benötigt.

  Licht ist ein faszinierendes Phänomen mit vielen verschiedenen Eigenschaften. Manchmal scheint es sich wie ein Teilchen zu verhalten, manchmal wie eine Welle. Wenn wir das Modell der Lichtstrahlen in der Physik verwenden, dann behandeln wir das Licht eher wie ein Teilchen. Damit können wir unter anderem Lichtphänomene an Grenzflächen beschreiben, zum Beispiel die Brechung von Licht und die Reflexion an einer Oberfläche. Die Welleneigenschaften des Lichts helfen dir beispielsweise dabei, die verschiedenen Farben und das Spektrum des Lichts zu erklären.