Licht – Lexikoneinträge
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Die Amplitude (von lat. amplitudo „Größe, Weite“) einer Schwingung ist der größtmögliche Abstand, den eine sich periodisch ändernde Variable von der Nulllage einnehmen kann. Bei einer Sinusschwingung ( harmonischen Schwingung ) ist es der Vorfaktor vor dem Sinus- bzw. Kosinusterm: \(y(t) = \hat y \cdot \sin \omega t\) Hier sind \(\hat y\) („y Dach“ oder „y Hut“) die Amplidute und \(\omega\) die Kreisfrequenz . Außer dem Bezeichnung mit Größensymbol und Häkchenakzent wird oft auch ein A als Symbol für die Amplitude verwendet.
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Die Dispersion (von lat. dispergere „zerstreuen“) ist in der Optik die Abhängigkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts (und damit der Brechzahl eines optischen Mediums) von der Wellenlänge , also der Farbe des Lichts. Nur im Vakuum tritt keine Dispersion auf, in ihm ist die Lichtgeschwindigkeit für alle Wellenlängen gleich. In allen anderen Ausbreitungsmedien hängt die Ausbreitungsgeschwindigkeit dagegen mehr oder weniger stark von der Wellenlänge ab. Man spricht von normaler Dispersion , wenn die Ausbreitungsgeschwindigkeit mit zunehmender Wellenlänge wächst, wenn also der...
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Elektromagnetische Wellen sind sich im Raum ausbreitende elektromagnetische Felder , die wie alle Wellen Energie (nämlich elektromagnetische Feldenergie) transportieren, aber keine Materie. Anders als man bis Ende des 19. Jh. annahm, besitzen elektromagnetische Wellen kein Trägermedium, wie dies etwa bei Wasserwellen oder Schall der Fall ist, sondern pflanzen sich auch durch das Vakuum fort. Im Vakuum stehen Ausbreitungsrichtung, elektrisches und magnetisches Feld jeweils paarweise aufeinander senkrecht; es handelt sich also um Transversalwellen . Die Existenz von elektromagnetischen Wellen...
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[zu griech. metron »Maß«]: Eine Methode zur Bestimmung der Konzentration farbiger Lösungen mithilfe des Lichts. Dabei wird ein Lichtstrahl durch die Lösung geschickt und infolge Absorption durch die farbige Lösung geschwächt. Die Intensität des Lichtstrahls wird vor und nach dem Durchtritt gemessen. Aus dem Quotienten der beiden Intensitäten kann der Transmissionsgrad t errechnet werden: \(t= \frac{durchgelassene Lichtmenge}{eingestrahlte Lichtmenge}\) Die Anzahl der absorbierten Lichtquanten ist von der Konzentration c der Lösung und von der Länge des Weges, den der Lichtstrahl durch die...
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Der Laser war eine der wichtigsten Erfindungen des 20. Jahrhunderts. Der Name ist ein einglisches Akronym (aus Anfangsbuchstaben gebildetes Wort) und steht für l ight a mplification by s timulated e mission of r adiation, auf Deutsch „Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission“. Laserstrahlung zeichnet sich dadurch aus, dass alle Photonen praktisch denselben Quantenzustand besitzen. Dies bedeutet: sie ist monochromatisch , d. h. besitzt eine exakt festgelegte Wellenlänge (bzw. ein extrem schmalbandiges Spektrum ), sie ist extrem scharf gebündelt und sie ist kohärent , d. h., alle...
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Die Lichtgeschwindigkeit c ist ursprünglich definiert als die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht oder allgemeiner von elektromagnetischen Wellen bzw. Photonen . Genauer ist die Lichtgeschwindigkeit diejenige Geschwindigkeit, mit der sich ein bestimmter Phasenzustand (ein „Wellenberg“ oder ein „Wellental“) einer Lichtwelle ausbreitet. Man spricht daher auch von der Phasengeschwindigkeit des Lichts, im Unterschied zur Gruppengeschwindigkeit , d. h. der Geschwindigkeit, mit der sich die Wellengruppe als Ganzes fortbewegt. Nur im Vakuum stimmen die beiden Geschwindigkeiten überein. Die...
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Lumineszenz (von lat. lumen „Licht“ und engl. -escence „-werdung“) ist ein Sammelbegriff für Leuchterscheinungen, die keine Wärmestrahlung sind. Wenn das Licht unmittelbar (innerhalb weniger Mikrosekunden) nach der Anregung des strahlenden Mediums emittiert wird, spricht man von Fluoreszenz . Ist der Übergang in den Grundzustand dagegen verzögert (um Sekunden oder sogar Monate), so liegt Phosphoreszenz vor. Beide Formen unterscheiden sich in ihrer Temperaturabhängigkeit: Die Phosphoreszenz hängt stark, die Fluoreszenz dagegen über weite Bereiche kaum von der Temperatur ab. Je nach Art der...
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Ein Mikroskop (von griech. skopein „beobachten“) ist ein optisches Gerät zur vergrößerten Betrachtung kleiner Gegenstände; das Mikroskop vergrößert also den Sehwinkel , unter dem das Objekt wahrgenommen wird. Im Prinzip besteht das Mikroskop aus zwei Sammellinsen kleiner Brennweite , die man Objektiv und Okular nennt. In der Praxis werden statt der einzelner Sammellinsen Linsensysteme verwendet. Das zu untersuchende Objekt wird meist auf eine Glasplatte gebracht und von einer Lichtquelle beleuchtet ( Durchlichtmikroskop ). Undurchsichtige Objekte können auch von oben beleuchtet werden (...
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Die Optik (von griech. optikos „das Sehen betreffend“) ist die Lehre vom Licht , also von denjenigen elektromagnetischen Wellen , die mit dem menschlichen Auge wahrgenommen werden können. Über das sichtbare Licht hinaus ( Wellenlänge 380–780 nm) sind auch die angrenzenden Wellenlängenbereiche im infraroten und im ultravioletten Spektralbereich Gegenstand der Optik. Die physikalische Optik wird unterteilt in die Strahlenoptik , die Wellenoptik und die Quantenoptik . In diesen Bereichen geht man von jeweils unterschiedlichen Lichttheorien aus. Kein direkter Bestandteil der Physik ist die...
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Ein Photon ( Lichtquant ) ist das Austauschteilchen der elektromagnetischen Wechselwirkung , oder anders ausgedrückt, die kleinste Portion, in der elektromagnetische Felder auftreten können. Die umfassende Theorie, welche das Verhalten von Photonen und elektrisch geladenen Elementarteilchen beschreibt, ist die Quantenelektrodynamik . Viele Eigenschaften des Photons und elektromagnetischer Wellen lassen sich aber auch schon mit einfacheren Modellen erklären. Das Symbol für das Photon ist ein kleines \(\gamma\) („gamma“), etwas inkonsequent werden aber nur besonders energiereiche Photonen als...
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Eine Spiegelung oder Reflexion (lat. reflexio „das Zurückwerfen“) bezeichnet die Erscheinung, dass ein Lichtstrahl oder allgemein eine Welle an der Grenze zwischen zwei verschiedenen Ausbreitungsmedien unter einem gewissen Winkel in das ursprüngliche Medium zurückgeworfen wird. Bei Lichtstrahlen gilt mit den Bezeichnungen aus der Abb. das folgende Reflexionsgesetz: Der Einfallswinkel ist gleich dem Ausfalls - bzw. Reflexionswinkel . Einfallender Strahl, Einfallslot und reflektierter Strahl liegen in einer Ebene. Daraus folgt z. B., dass ein senkrecht auf einen Spiegel fallender Lichtstrahl...
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Die Spektroskopie ist ein oft eingesetztes Hilfsmittel in Physik und Chemie. Dabei wird aus dem Spektrum einer Größe auf die Zusammensetzung oder den Zustand einer Probe geschlossen. Am weitesten verbreitet ist die Untersuchung von elektromagnetischen Spektren, also der Zerlegung von elektromagnetischen Wellen in die enthaltenten einzelnen Wellenlängen bzw. Frequenzen. Je nach Spektralbereich spricht man z. B. von Infrarot -, optischer , UV -, Röntgen - und Gammaspektroskopie . Es gibt aber auch Ultraschallspektroskopie , Neutronenspektroskopie , Massenspektrometrie und andere Methoden. Ein...