Ausbreitung und Eigenschaften des Lichts

Ausbreitung des Lichts

Das Licht breitet sich in alle Richtungen aus und unterliegt, ähnlich wie der Schall, Prozessen wie Reflexion, Brechung und Dämpfung.

Reflexion

Lichtreflexion tritt an allen Oberflächen auf und kann sein:

• Spiegelnde Reflexion: Tritt an polierten Oberflächen auf. Hier entstehen Spiegelbilder, da alle Lichtstrahlen gleichmäßig abgelenkt werden.
• Diffuse Reflexion: Tritt an den meisten Oberflächen auf. Hier entstehen keine Spiegelbilder, da die Unebenheiten der Oberfläche zu unregelmäßigen Reflexionen führen.

Schatten und Halbschatten

Ein Effekt der geradlinigen Ausbreitung des Lichts ist die Bildung von Schatten. An den Rändern eines Schattens findet sich oft ein unscharfer Bereich, der Halbschatten genannt wird. Dieser entsteht, wenn die Lichtquelle eine gewisse Ausdehnung hat.

Spiegel

Warum sehen wir uns im Spiegel?

Spiegel bestehen oft aus Flachglas, das auf einer seiner Seiten mit Aluminium beschichtet ist. Das Aluminium reflektiert den größten Teil des Lichts spiegelnd.

Verzerrte Spiegelbilder

Wenn ein Spiegel nicht perfekt eben ist oder die Beschichtung ungleichmäßig ist, erscheint das Spiegelbild verzerrt.

Teleskope

Große Teleskope (Spiegelteleskope) benutzen gekrümmte Spiegel, um die beobachteten Objekte zu vergrößern. Mit der gekrümmten Spiegelfläche kann mehr Licht eingefangen und auf einen Brennpunkt fokussiert werden.

Brechung des Lichts

Das Licht wird beim Eintritt in ein anderes transparentes Medium abgelenkt (gebrochen), weil sich seine Ausbreitungsgeschwindigkeit ändert.

Zerlegung des weißen Lichts

Die Ablenkung (Brechung), die das Licht erfährt, hängt von seiner Frequenz (Farbe) ab. Dieser Effekt wird in Glasprismen ausgenutzt, um weißes Licht in seine Spektralfarben zu zerlegen.

Absorption und Lichtfarben

Jedes Material absorbiert Photonen bestimmter Frequenzen und reflektiert die übrigen. Die reflektierten Frequenzen bestimmen die Farbe, die wir wahrnehmen.

• Weiße Materialien: Reflektieren fast das gesamte auftreffende Licht.
• Schwarze Materialien: Absorbieren fast das gesamte auftreffende Licht.

Ein Ergebnis davon ist, dass sich schwarze Oberflächen bei Beleuchtung stärker erwärmen, da sie mehr Lichtenergie absorbieren.

Farbwahrnehmung

Die Farbe, die wir bei einem Körper sehen, hängt von mehreren Faktoren ab: dem Spektrum des Lichts, mit dem er beleuchtet wird, und den Frequenzen, die er absorbiert bzw. reflektiert. Farbe ist letztlich eine Sinneswahrnehmung, die entsteht, wenn unser Gehirn visuelle Informationen verarbeitet.

Farbenblindheit

Farbenblindheit ist eine meist erbliche Störung, die zu einer veränderten Wahrnehmung bestimmter Farben führt.