Optik

Lichtausbreitung

Lichtquellen

  • Wann können wir Gegenstände sehen?
  • Warum sprechen wir von Lichtstrahlen?
  • Wie entstehen Schatten?
  • Wie funktioniert eine Lochkamera?

Lichtquellen

  • Als Lichtquelle bezeichnen wir alle Gegenstände von denen Licht ausgeht.
  • Es gibt Lichtquellen, in denen das Licht erzeugt wird. Diese nennt man direkte Lichtquellen oder selbst leuchtende Körper.
  • Es gibt aber auch Lichtquellen, die das Licht einer anderen Lichtquelle nur weitergeben. Diese nennt man indirekte Lichtquelle (das sind praktisch alle beleuchteten Körper, wie Mond, Planeten, Kometen, Wände, aber auch Du selbst).

In der folgenden Tabelle lernst du direkte Lichtquellen kennen. Bei den Erläuterungen tauchen einige Begriffe auf, die du erst im Verlauf des Unterrichts näher verstehen wirst.

Die Sonne
Das Licht der Sonne entsteht in der etwa 300km starken Schicht der Photosphäre. Ihre Temperatur ist etwa 5500 °C und ihre Dichte ist mit etwa 0,000 001g/cm³ sehr gering (Dichte Luft 0,001g/cm³).

By NASA/SDO (AIA) [Public domain], via Wikimedia Commons

Sterne
Sterne sind sehr weit entfernte "Sonnen" mit Oberflächentemperaturen zwischen 3000 °C (rot leuchtende Sterne) und 25000 °C (blau leuchtende Sterne). Bei Nacht kannst Du viele davon am Himmel sehen.

By John Fowler (Flickr) [CC BY 2.0], via Wikimedia Commons

Meteore (Sternschnuppen)
Meteore sind kleine Himmelskörper (Steine, Eisbrocken etc), die in den engsten Anziehungsbereich der Erde gelangt sind und beim Eindringen in die Erdatmosphäre durch die Luft gebremst werden. Dabei werden sie so heiß, dass sie leuchten und zum Teil flüssig und gasförmig werden. Nur von sehr großen Meteoren erreicht deshalb ein Teil die Erdoberfläche als Festkörper, der verflüssigte und vergaste Teil sinkt praktisch atomweise zum Boden.

By C m handler (Own work) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

Blitz
Beim Blitz kommen die Leuchterscheinungen durch elektrische Entladungen zustande, die im Blitzkanal das Luftgas auf verschiedene Weisen zum Leuchten anregen.

von Mathias Krumbholz (Eigenes Werk) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

Nordlicht
Das Nordlicht entsteht, wenn von der Sonne kommende Teilchen (im wesentlichen Elektronen und Protonen) durch das Erdmagnetfeld abgelenkt in der Nähe der Pole in die Erdatomsphäre gelangen und dort die Luftgasatome zum Leuchten anregen.

By Arctic light - Frank Olsen (Own work) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

Glut / Lava
Alle stark erhitzten Körper strahlen in einem für die Temperatur des Körpers charakteristischen "Licht". Weniger heiße Körper strahlen rot, sehr heiße Körper weiß.

By USGS[2] [Public domain], via Wikimedia Commons

Feuer/Flammen
In der Flamme entsteht durch die Hitze, die bei einer der chemischen Verbrennungsreaktion frei wird, Licht.

Glühlampe
In der Glühlampe wird durch Strom ein Draht so sehr erhitzt, dass er die für den erhitzten Körper charakteristische Lichtstrahlung abgibt. Je heißer der Glühlampendraht, desto "weißer" ist das Licht.
Mehr über Glühlampen bei Christoph Wallner

Leuchtstoffröhre
Bei Leuchtstoffröhren treffen Elektronen, die durch die angelegte elektrische Spannung beschleunigt wurden, im Gas der Röhre auf Gasatome und regen diese zum Leuchten an.

Glimmlampe
Das Glimmlämpchen ist die kleinste Form der Leuchtstoffröhre.

Leuchtdiode (LEDs)
Bei Leuchtdioden werden an einer Halbleitergrenzschicht Strukturen des Halbleiters direkt zum Leuchten angeregt.

Lumineszierendes Material
Lumineszierendes Material nimmt Licht, Elektronenstrahlung oder UV-Strahlung auf und gibt diese als andersfarbiges Licht gleich (fluoreszierend) oder mit einer Verzögerung (phosphoreszierend) wieder ab. Dies wird u.a. bei Leuchtstoffröhren, Fernsehschirmen, nachtaktiven Zifferblättern von Uhren etc. angewandt.

Glühwürmchen
Weibliche Glühwürmchen (ca. 2 mm lang) und einige andere Tiere regen durch Stickstoffausstoß chemische Reaktionen an, die phosphoreszierende Materialien zum Leuchten bringen, um Männchen auf sich aufmerksam zu machen.

By Bj.schoenmakers (Own work) [CC0], via Wikimedia Commons
Druckversion