Was ist die Wellenlänge von Licht ganz exakt?
Hi zusammen!
Ich werde leider aus den Erklärungen der Wellenlänge des Lichts nicht schlau. Früher dachte ich, die Wellenlänge steht in Bezug zum ,,Ausschwung" der Bewegung eines Teilchens (Bild 1). Dann habe ich irgendwann mal gehört, dass das gar nichts mit irgendeiner ,,Größe" von der Welle zu tun hat, sondern eine Wellenlänge von z.B. 100m angibt, dass sich der Zustand des Teilchens alle 100m auf seinem Weg einmal verändert (Bild 2). Die Bilder habe ich ganz schnell mal selbst bearbeitet, nur zur Veranschaulichung, wie ich das meine. Also bewegt sich das Lichtteilchen, vom Dom ausgesendet, jetzt 50m nach oben, dann 100m nach unten, wieder 100m nach oben und immer so weiter?
Was ist denn jetzt genau richtig? Wie kann ich mir eine Wellenlänge von 100 Metern vorstellen? Was ist das ganz exakt beschrieben?
Bild 1 (Wellenlänge 100m)
Bild 2 (Wellenlänge 100m)
5 Antworten
Nein, die Wellenlänge ist ja nicht die Amplitude.
Die Amplitude ist die Höhe der Welle. Das ist aber nicht in Metern, sondern das ist die Feldstärke die erreicht wird.
Die Wellenlänge ist, wann ein die Welle sich wiederholt. Also ein kompletter Durchgang von oben nach unten und wieder nach oben. Wie groß ist der Abstand von Bauch zu Bauch?
Und bei Licht ist das im Bereich von 500 Nanometern. Also einem halben Mikrometer, d.h. der Hälfte von 1/1000tel mm.
Aber Langwelle im Radio kann 100m erreichen.
Das ist die magnetische bzw. Elektrische Feldstärke, die umeinander herumschwingen.
Ok also bei rotem Licht schwingt die Feldstärke alle 700nm einmal? Und bei Radiowellen z.B. alle 100m einmal? D.h. die Welle ,,fliegt" 100m durch den Raum, bis sich die Feldstärken einmal komplett ,,verändert" haben?
Das ist ein Richtwert. Die entsprechende Theorie davon kann ich nicht (mehr).
Ja, genau. Du musst einfach nur die Lichtgeschwindigkeit durch die Frequenz teilen, dann hast Du die Wellenlänge.
Die Sichten von Welle und Teilchen sind komplementär, schließen sich also aus und ergänzen sich. Das Teilchen vollführt keine Wellenbewegung.
Welle und Teilchen sind nur zwei Sichten auf das Gleiche im Sinne der Unschärferelation. Erzwingt man experimentell Ortsschärfe, hat man Teilchen, erzwingt man Impulsschärfe*, hat man Wellen. Anders gesagt: das Absolutquadrat einer Wellenfunktion an einem Ort ist die Wahrscheinlichkeitsdichte, dort ein Teilchen "anzutreffen".
*) der Impuls hängt direkt mit der Wellenlänge zusammen. Wirklich genau kann man die Wellenlänge aber nur bei einem unendlich langen Wellenzug messen - je kürzer der Wellenzug, desto genauer der Ort, desto unschärfer die Wellenlänge und damit der Impuls.
Bild 1 ist falsch. die schwingung findet im elektromagnetischen feld statt. das licht geht nicht ein paar meter rauf und runter
Danke für die Antwort!
Da habe ich noch eine Frage: Wieso habe ich beim Sprechfunk bei gleicher Sendeleistung (z.B. 1W) im 4m-Band einen weiteren Empfang, als im 70cm-Band?
Und wieso werden Sender bzw. Antennen größer, wenn die Wellenlänge größer wird?
Woran liegt das ganz genau?
Antennen sind Resonanzkörper für Wechselstrom, also etwas ähnliches wie das Musikinstrumente es für Schall sind. In der Antenne schwingt Wechselstrom mit der Frequenz, mit der er in der Sender- und Empfängerschaltung schwingt. Wechselstrom in einem Leiter erezugt um sich herum ein elektromagnetisches Wechselfeld, das in den Raum abgestrahlt wird, so wie das Musikinstrument die Schwingung mit einer bestimmten Tonfrequenz an die Luft abgibt.
Die Reichweite, die man beim Funkverkehr mit verschiedenen Wellenlängen erzielen kann, hängt von der Landschaft und der Atmosphäre unseres Planeten ab. Bei kurzen Wellenlängen hat man ungefähr eine Reichweite wie mit Licht, einschließlich Beugung und Reflexion an Hindernissen. Bei längeren Wellen kommen Effekte hinzu, die dadurch entstehen, daß die Atmosphäre selbst wie ein optisches Medium wirkt, das diese Wellen brechen und spiegeln kann.
Schau mal hier:
Licht ist eine elektromagnetische Schwingung; das sind keine Teilchen. Was da schwingt, ist das elektromagnetische Potential (zwei rechtwinklig raumzeitunabhängige Größen) an einem bestimmten Punkt der Raumzeit. Da sich diese Größenänderung zu einem Bezugsystem mit Lichtgeschwindigkeit auf einen Betrachter auswirkt, erscheint es Dir, als schwinge das Potential mit einer bestimmten Wellenlänge, welche sich ändern würde, falls Du und die Lichtquelle ihre relative Geschwindigkeit ändern.
Das is wie ne schliessende Schere: es gibt einen Punkt in der Wahrnehmung, wo die beiden Blätter der Schere sich treffen. Aber der existiert nur in Deiner Wahrnehmng der Situation, an den Atomen der jeweiligen Scherenblätter zueinander ändert sich nix. Alle Vorstellungen von "Teilchen" sind nur geistige Hilfsmittel für bestimmte Vorgänge, in denen es wie Teilchen erscheint.
Okay danke für die Antwort aber wieso ist das Photon als eigenes Teilchen aufgezählt im Standardmodell und wie funktioniert ein Sonnensegel ohne Teilchen?
Das heißt also, bei einer Wellenlänge von 100m ändern sich die zwei elektromagnetischen Größen alle 100m einmal?
Da noch die Frage: Es heißt immer, dass sehr kurze Wellenlänge nicht um große Objekte herumkommen. Je größer die Wellenlänge ist, umso größer kann ein Objekt sein, und die Strahlung kommt um das Objekt rum (Beispiel: ein Gebäude). Wie geht das, wenn die elektromagnetische Strahlung sich nicht so verhält, wie in Bild 1 bei mir?
Du hast einen Welle-Teilchen-Dualismus. Je nach Situation verhält sich das Licht wie eine Welle oder wie ein Teilchen, das von einer Welle “geführt” wird.
"100m ändern sich die zwei elektromagnetischen Größen alle 100m einmal?"
Nein. Stell Dir vor, Du wirfst einen Stein ins Wasser. Deine 100m sind der Abstand von einem Wellenberg zum nächsten. Nur ist Dein Wasser hier eben das elektromagnetische Potential.
"Es heißt immer, dass sehr kurze Wellenlänge nicht um große Objekte herumkommen."
Wo auch immer es das so heisst, ist es falsch. Röntgenstrahlung hat z.B. "sehr kurze Wellenlänge" – was übrigens ein sehr menschlich-unbestimmter Ausdruck ist – und kommt um große Objekte wie zB. eine Sonne herum, weil es von ihr abgelenkt wird.
Deine 100m sind der Abstand von einem Wellenberg zum nächsten.
Genau. Also ändern sich ja alle 100m die elektromagnetischen Feldgrößen?
Nein, die ändern sich **stetig** sinusförmig, nicht nur alle 100m.
Im Netz findest Du bestimmt eine Farbtemperatur-Skala!
In Zeiten der vordigitalen Fotografie, war diese ziemlich wichtig für den Einsatz von Korrekturfiltern.
Du wolltest Doch die Wellenlängen erfahren, sonst aber nichts, bleib wie Du bist!
Kannst gerne meine Frage nochmal lesen. Passend zu deinem Nutzernamen...
Ist Dein Duden schon auf Strandurlaub? Länge und Amplitude sind zwei verschiedene Größen!
Und mir geht es in der Frage darum, rauszufinden, was diese Begriffe ganz exakt bedeuten. Was die Wellenlänge des Lichts ganz exakt beschrieben ist.
,,Du wolltest Doch die Wellenlängen erfahren, sonst aber nichts, bleib wie Du bist!"
Ich brauche keine Farbtemperatur-Skala. Wie erklärt mir diese Skala, was ganz exakt bestimmte physikalischen Größen sind?
,,Die Wellenlänge des Lichts ist die Länge in beispielsweise Metern oder Nanometern, die die zwei elektromagnetischen Feldstärken benötigen, um einmal zu ,schwingen'", wäre doch mal eine ganz nette Aussage. Ist zwar nicht vollumfassend und detailliert erklärt, aber schon mal sehr nett.
Okay danke für die Antwort! Aber was wiederholt sich bei der Welle dann genau? Was ist das?
Da noch die Frage: Es heißt immer, dass sehr kurze Wellenlänge nicht um große Objekte herumkommen. Je größer die Wellenlänge ist, umso größer kann ein Objekt sein, und die Strahlung kommt um das Objekt rum (Beispiel: ein Gebäude). Wie geht das, wenn die elektromagnetische Strahlung sich nicht so verhält, wie in Bild 1 bei mir?