Was ist Licht?
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Ich habe mal gehört, dass Licht aus vielen, kleinen Teilchen besteht, die durch eine Masse \"geschleudert\" werden. Schall dagegen setzt nur das sich umgebende Medium in Schwingung. Aber was ist Licht jetzt genau? Aus was bestehen diese Teilchen, die rumgeschleudert werden? Wie kommen verschiedene Farben zu Stande?
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Also Licht besteht nicht wirklich aus Teilchen, Licht wird eher mit Modellen veranschaulicht, welche bestimmte Eigenschaften erklären können. Für das Licht gibt es imho 3 Modelle, wobei ein Modell eine bestimmte Eigenschaft besser erklären kann als ein anderes Modell.
1. Strahlenmodell - zur Erklärung von Lichtbrechung etc.
2. Wellenmodell - Experimente am Doppelspalt
3. Teilchenmodell - der Rest
Das Licht hat bei einer bestimmten Wellenlänge/Frequenz auch eine bestimmte Farbe, außerdem kommt es auch drauf an von welchem Material das Licht reflektiert wird etc. -
Tatsächlich ist das Strahlenmodell veraltet, Brechung etc. können auch nach Huygens perfekt mit dem Wellenmodell erklärt werden und Feynman hat auch mal in seinem Buch \"QED\" beschrieben, wie man Brechung mit dem Teilchenmodell erklären kann...
Aber Fakt ist, dass man nicht genau weiss, \"was Licht ist\", wie zeitspiel sagte. Es scheint, dass Licht je nachdem, welche Experimente man macht, entweder aus kleinen Teilchen zu bestehen scheint, den Photonen, oder aus Schwingungen des elektromagnetischen Feldes (so wie Schall eine Schwingung der Luft ist, nur dass das EM-Feld sehr viel komplizierter ist). Das ist aber keine besondere Eigenschaft des Lichtes, sondern eine, die jeder Materie anhaften zu scheint.
Im Alltag ist auf jeden Fall wohl das Strahlenmodell das bequemste. Nur wenige Effekte, die man so einfach sehen kann lassen sich nicht mit dem Strahlenmodell erklären (das schillern von Ölfilmen oder Seifenblasen z.B.), da kann man dann das Wellenmodell nehmen (das aber zum Preis, dass dieses sehr viel komplizierter ist, das lernt man erst in den letzen beiden Jahren an der Schule). Und nur sehr spezielle Dinge lassen sich nicht mehr mit dem Wellenmodell erklären, z.B. die Funktionsweise von Lasern oder der so genannte Photoelektrische Effekt.
Aber naja, Fazit ist, niemand weiss so genau, was Licht ist ;) -
Es gibt sogar vermutungen dass Licht in Energie umgewandelte Masse ist.
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Das mit dem Strahlenmodell kenne ich schon. Das ist doch das, was passiert, wenn Licht durch verschiene Stoffe geht, oder? Das ab einem bestimmten Punkt nurnoch reflektiert wird und sowas, oder?
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zeitspiel schrieb:
AFür das Licht gibt es imho 3 Modelle, wobei ein Modell eine bestimmte Eigenschaft besser erklären kann als ein anderes Modell.
Also ich würde entweder \"Welle oder Teilchen\" nehmen oder in 4 Punkte aufgliedrn:
Quantenoptik
elektromagnetische Optik
Wellenoptik
geometriische Optik
Wobei das obige immer eine Obermenge von den unteren ist (sprich mit em Optik lassen sich Wellen optische und geometrische optische Phänomene eklären, usw.).
calipp schrieb:
Es gibt sogar vermutungen dass Licht in Energie umgewandelte Masse ist.
Naja das ist eine Form der Lichterzeugung. Das nennt isch Massendefekt und wird in jedem Kernkraftwerk zur Stromerzeugung ausgenutzt :). Formel dazu: E = mc², hat man sicher mal irgendwo gesehen
. Energie des Lichtes hier bei E = h f (f ist die Frequenz des Lichtes, h das planksche Wirkungsquantum).
Beispiel:
Ein Elektronen trifft auf ein Positron. Diese werden dann zu zwei Photonen.
my-selfmade schrieb:
Das mit dem Strahlenmodell kenne ich schon. Das ist doch das, was passiert, wenn Licht durch verschiene Stoffe geht, oder? Das ab einem bestimmten Punkt nurnoch reflektiert wird und sowas, oder?
Du meinst den totalen Reflektionswinkel? Das ist Licht betachtet im Wellenmodell. Das mit dem Reflektionswinkelo folgt aus dem Huygenschen Gesetz. Ein ganz wichtiger Punkt hierbei: Das Prinzip von Fermat (Licht sucht sich immer den kürzesten Weg).
Gruß Tobi
Beitrag geändert: 3.8.2008 21:21:17 von ttobsen -
Dann komme ich meiner selbsterstellten Theorie immer näher, dass Licht nichts anderes ist, als eine andere Form von elektrischem Strom. Sind Licht und Strom jetzt eigendlich gleich schnell?
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my-selfmade schrieb:
Dann komme ich meiner selbsterstellten Theorie immer näher, dass Licht nichts anderes ist, als eine andere Form von elektrischem Strom.
Nein so darfst du das nicht sehen. Licht ist ein Phänomen bei dem E-Feld und Magnetfeld abhängig voneinander oszillieren und sich somit ausbreitet.
Ein Strom ist jedoch ein Fluß von Teilchen, in diesem Fall Elektronen. Das darfst du auf keinen Fall irgendwie zusammenbringen.
Die Geschwindigkeit eines Stromes kannst du angeben als Summe der Driftgeschwindigkeit und mittleren Geschwindigkeit der Elektronen. Die Driftgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit die die Elektronen erhalten indem sie durch ein Elektrisches Feld beschleunigt werden. Bei einem 1m langen Leiter mit einer Spannung von 0,1V am Ende wäre das eine Geschwindigkeit von 0,4mm/s = 0,00152 km/h!!!
Die mittlere Geschwindigkeit beruht auf die thermische Bewegung der Elektronn und liegt im obigen Fall bei ca. 1,6 * 10^6 m/s = 6,08 *10^6 km/h (ist also ca. 0,5% der Lichtgeschwindigkit).
Weiterer kleiner Einwand zu deiner Theorie: Wenn deine Theorie weniger vorhersagen macht als die bisherige Theorie, ist deine Theorie wertlos und du solltest diese vergessen.
Gruß Tobi -
Passt eher zu Schule, Uni und Ausbildung
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Sind Licht und Strom jetzt eigendlich gleich schnell?
So wie das hier steht stimmt das wie oben beschrieben nicht, der Strom ist tatsächlich sehr viel langsamer.
Was allergings genauso schnell wie das Licht ist, ist die Ausbreitung des E-Feldes, als der Spannung. Für die Signalübertragung wird agaik die Spannung gemessen, also sind z.B. die Daten deines Internets tatsächlich mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs. Allerdings muss man auch hier die Einschränkung des Mediums beachten. So breitet sich zwar das E-Feld in Kupferdraht genauso schnell aus, wie beispielsweise Mikrowellen, die durch diesen Draht geschickt werden. Aber Licht im Vakuum ist dennoch schneller als Spannung in Kabeln. -
merovius schrieb:
So breitet sich zwar das E-Feld in Kupferdraht genauso schnell aus, wie beispielsweise Mikrowellen, die durch diesen Draht geschickt werden.
Entweder ich raffs nicht mit dem Nebensatz oder ich verließ mich wirklich nicht. Du willst Mikrowellen in einem Kupferdraht durchjagen? Das wäre interessant, weil Mikrowellen eine Länge von ein paar Zentimetern haben.
Außerdem heißt es laut Wikipedia:
Sie werden von Metallen und elektrischen Leitern reflektiert und nur wenig absorbiert.
http://de.wikipedia.org/wiki/Mikrowellen
Keine guten Vorraussetzungen.
Gruß Tobi -
merovius schrieb:
So breitet sich zwar das E-Feld in Kupferdraht genauso schnell aus, wie beispielsweise Mikrowellen, die durch diesen Draht geschickt werden.
Entweder ich raffs nicht mit dem Nebensatz oder ich verließ mich wirklich nicht. Du willst Mikrowellen in einem Kupferdraht durchjagen? Das wäre interessant, weil Mikrowellen eine Länge von ein paar Zentimetern haben.
Außerdem heißt es laut Wikipedia:
Sie werden von Metallen und elektrischen Leitern reflektiert und nur wenig absorbiert.
http://de.wikipedia.org/wiki/Mikrowellen
Keine guten Vorraussetzungen.
Gruß Tobi
Hm, kann auch sien, dass ich mich komplett verdacht habe, ich kam dadrauf wegen dem Experiment zum superluminaresn Tunneln, wo schließlich Mikrowellen verwendet wurden...
Naja, dann vielleicht Gammaphotonen? ;) -
merovius schrieb:
Hm, kann auch sien, dass ich mich komplett verdacht habe, ich kam dadrauf wegen dem Experiment zum superluminaresn Tunneln, wo schließlich Mikrowellen verwendet wurden...
Ok in so Spezialfällen kann das immer mal wieder sein das das irgendwie gemacht wurde, bzw. unetr bestimmten Bedingungen geht. Zu dem Experiment kann ich leider nicht finden das die Mikrowellen irgendwas mit Kupferleitungen zu tun hätten.
Aber du kannst dir ja mal überlegen wieso es für eine em Welle nicht gerade einfach ist, sich durch einen elektrischen Leiter zu bewegen. Wie schaut das E-Feld innerhalb eines Leiters aus? Was passiert mit den Elektronen?
merovius schrieb:
Naja, dann vielleicht Gammaphotonen? ;)
Gammastrahlen sind wie Chuck Norris: einfach nicht aufzuhalten :)
Gruß Tobi -
Ok in so Spezialfällen kann das immer mal wieder sein das das irgendwie gemacht wurde, bzw. unetr bestimmten Bedingungen geht. Zu dem Experiment kann ich leider nicht finden das die Mikrowellen irgendwas mit Kupferleitungen zu tun hätten.
Ich auch nicht... Nicht einmal Metall... deswegen habe ich ja eingeräumt, dass ich mich möglicherweise verdacht habe ;)
Aber du kannst dir ja mal überlegen wieso es für eine em Welle nicht gerade einfach ist, sich durch einen elektrischen Leiter zu bewegen. Wie schaut das E-Feld innerhalb eines Leiters aus? Was passiert mit den Elektronen?
Scho klar, irgendwie, aber Gammawellen (Bitte sag als nächstes Gammaquanten, dann haben wir alle Zusätze für \"Gamme\" durech ;) ) schaffens ja auch, also so einfach kannst nicht sein ;) -
Licht ist doch immer gleich schnell, warum werden die Licht-Teilchen nicht abgebremst?
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Licht ist doch immer gleich schnell, warum werden die Licht-Teilchen nicht abgebremst?
Licht ist nicht immer gleich schnell, die Ausbreitungsgeschwindigkeit hängt vom Medium ab.
Das Teilchenmodell erklärt das wie folgt: Alle Photonen (Lichtteilchen) sind immer und ausschließlich mit c unterwegs (c ist die Lichtgeschindigkeit im Vakuum). Licht kann gar nicht anders, als mit dieser Geschwindigkeit sich zu bewegen. Es kann aber absorbiert und emmittiert werden, also können Teilchen Photonen \"schlucken\" und wieder welche aussenden. Bewegt sich ein Photon nun z.B. durch Licht, wird es immer und immer wieder von einem Teilchen geschluickt und wieder weitergeschickt. Allerdings liegt dazwischen eine winzige Verzögerung. Diese Verzögerung sorgt dafür, dass die scheinbare Gesamtgeschwindigkeit des Photons verringert wird.
Es wird also nicht wirklich abgebremst, aber es gibt halt kleine Effekte, die zum selben Ergebnis führen.
Übrigens: \"Reibung\" und so ist ein makroskopisches Konzept, das funktioniert nicht mehr auf atomaren Level, ist also nicht selbstversätndlich, dass Licht unbedingt abgeremst wird... -
merovius schrieb:
Scho klar, irgendwie, aber Gammawellen (Bitte sag als nächstes Gammaquanten, dann haben wir alle Zusätze für \\\'Gamme\\\' durech ;) ) schaffens ja auch, also so einfach kannst nicht sein ;)
ne diesmal würde ich wieder gerne Wellen sagen :)
Überleg dir mal was die Wellenlänge mit dem zu tun haben könnte und vergleich die Wellenlänge von Gammawellen mit der Gitterkonstante von Metallen.
my-selfmade schrieb:
Licht ist doch immer gleich schnell, warum werden die Licht-Teilchen nicht abgebremst?
Ich füge zu merovius Post noch hinzu:
Ein Teilchen kann nur abbremsen wenn eine Kraft auf das Teilchen wirkt (zweites Newtonsches Axiom). Das Photon wechselwirkt jedoch mit fast nichts, daher kannst du es auch nicht wirklich abbremsen.
Eine der wenigen Möglichkeiten wäre eine riesige Masse zu nehmen. Die Graviationskraft reicht dann aus um das Teilchen abzulenken (und somit auch bei korrekter Versuchsanordnung abzubremsen). Das ist zum Beispiel der Grund wieso man schwarze Löcher nicht sehen kann!
Gruß Tobi
Beitrag geändert: 4.8.2008 18:27:44 von ttobsen -
Eine der wenigen Möglichkeiten wäre eine riesige Masse zu nehmen. Die Graviationskraft reicht dann aus um das Teilchen abzulenken (und somit auch bei korrekter Versuchsanordnung abzubremsen). Das ist zum Beispiel der Grund wieso man schwarze Löcher nicht sehen kann!
Als Klugscheißer muss ich da noch hinzufügen, dass man kleine schwarze Löcher theoretisch schon sehen kann, weil sie durch die Hawking-Strahlung angeblich Strahlung absondern - das ist aber noch nicht vollständig bewiesen.
Zum Thema hab ich nix zu sagen. Es wurde alles schon wirklich sehr gut erklärt. ;) -
Als Klugscheißer muss ich da noch hinzufügen, dass man kleine schwarze Löcher theoretisch schon sehen kann, weil sie durch die Hawking-Strahlung angeblich Strahlung absondern - das ist aber noch nicht vollständig bewiesen.
Als noch klügerer Scheisser muss ich betonen, dass das nicht nur auf kleine schwarze Löcher zutrifft, sondern auf auf große. Und dass man ausserdem schwarze Löcher auch sehen kann, weil die akkretierte Materie vor dem Eintritt in das schwarze Loch in einem Gammablitz vergeht
Beitrag geändert: 5.8.2008 15:54:09 von merovius -
Ich kenne mich auch noch nicht so perfekt aus, bin aber gestern in die 12. Klasse gekommen und werde wohl in meinem Physik-LK noch einiges dazu lernen ;)
heute hatten wirs übrigens von Huygens und wenn ich mir das und ein bisschen vorwissen nehme, tendiere ich auch stark dazu licht als Wellen zu beschreiben
(Hier passt natürlich auch schön dass man auch verschiedene lichtfarben durch die verschiedenen wellenlängen und weißes licht durch überlagerung ebendieser wellen beschreiben kann) -
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