Welches Medium für Licht im all?
Mir ist bekannt, dass Licht aus Schwingungen "besteht". Schwingen tun, wie ich es verstanden habe, die Atome. Nun was schwingt denn im Vakuum sodass wir das Licht der Sonne sehen? Habe ich etwas falsch verstanden oder gibt es eine Besonderheit für Licht im Vakuum?
5 Antworten
Licht ist keine Schwingung von Atomen, sondern eine "elektromagnetische" Welle, d.h. alternierende elektrische und magnetische Felder. Früher dachte man tatsächlich, dass ein Medium vonnöten sei, um Lichtbewegung zu ermöglichen. Dies wurde "Äther" genannt, und man benötigte schon recht fortgeschrittene Technik, um dessen Existenz widerlegen zu können.
Das Michelson-Morley-Experiment widerlegte das, dazu benötigte man bereits das Michelson-Interferometer (ein solches - in moderner Ausführung - wird auch heute noch bei einigen Spektrometern, zum Beispiel FT-NIR Geräten, benutzt, Fourier-Transformation-Nahinfrarot).
Nun gibt es zwar keinen Äther, jedoch wird die Geschwindigkeit des Lichts von Materie beeinflusst. Die erste Messung der Lichtgeschwindigkeit gelang Hippolyte Fizeau mit einer Zahnradmethode. Derselbe Fizeau baute später ein Experiment, mit dem man die Geschwindigkeit von Licht in Wasser unterschiedlicher Bewegungsrichtung bestimmen konnte.
Licht in Materie ist langsamer als im Vakuum (was auch logisch ist, denn im Materie geht es Wechselwirkungen ein, und wird somit etwas "aufgehalten"). Man kann Licht auf erstaunliche 61 km/h herunterbremsen (mit dem richtigen Material).
Die obengenannten Experimente waren wichtige Vorläufer für die später entstandene spezielle Relativitätstheorie, die viel mit der Lichtgeschwindigkeit zu tun hatte.
Hi,
nein, das hast du falsch verstanden.
Atomschwingungen sind kein Licht, Atome können nur "angeregt" werden, d.h. Energie aufnehmen und wieder in Form von Licht abgeben, so wie z.B. bei Fluoreszenz. Meinst du vielleicht das? Dabei wird aber gewissermaßen die Energie von Licht im weiteren Sinne, also elektromagnetischer Strahlung wie Röntgen, radioaktive Strahlung etc., kurz in eine Art Bewegungsenergie des Atoms umgewandelt und dann wieder in Form von Licht (=elektromagnetischer Strahlung) abgegeben. Aber das ist nicht zu vergleichen mit der Art, wie sich Schall ausbreitet, indem die Atome sich sozusagen gegenseitig schubsen und so den Impuls weitergeben. Die Atome senden das Licht zwar aus, aber es breitet sich danach frei in den Raum aus, egal ob auf dem Weg weitere Atome sind oder nicht.
Licht braucht, im Gegensatz zu Schallwellen, kein Medium zur Ausbreitung und kann daher auch im Vakuum voran kommen, anders als Schall.
Allerdings ist in der Tat schwierig zu verstehen, was genau Licht eigentlich ist, da es sowohl Wellen- als auch Teilcheneigenschaften hat (mehr dazu unter dem Stichwort "Photonen"). So genau verstanden haben das die Physiker der Welt noch nicht. (und das ist keine Ironie, das meine ich ernst. Wenn es dich interessiert, google nach Welle-Teilchen-Dualismus).
Oh doch, wir Physiker haben vollständig verstanden, was Licht/Photonen/elektromagnetische Wellen sind. Die Quantenelektrodynamik gibt da recht vollumfänglich Auskunft.
Naja, so richtig befriedigend finde ich diese Antworten nicht. Vorstellen kann sich das kein Mensch, in einem anschaulichen Sinne.
Licht ist eine elektromagnetische Welle. Das ist so zu verstehen, dass es ein elektrisches Feld gibt, aus dessen Feldenergie ein magnetisches Feld aufgebaut wird. Und anschließend wird aus der magnetischen Feldenergie wieder ein elektrisches Feld aufgebaut. Das ganze passiert sehr, sehr schnell, etwa 10^15 mal pro Sekunde. Ein Medium braucht man dafür nicht, das ganze passiert auch im Vakuum.
Da hast Du etwas falsch verstanden. Licht ist ein Spektralbereich der →elektromagnetischen Wellen, d.h. einer Abfolge elektrischer und magnetischer Felder. Die einzige Besonderheit im Vakuum liegt beim Licht in der Widerstandsfreiheit.
Das dachten Physik am Ende des 19. Jahrhunderts auch aber wie sich herausstellte gab es kein Medium.
Durch diese Erkenntnis entstand die Relativitätstheorie.
Licht braucht kein Medium :)
Licht besteht doch gerade aus Schwingungen in der Materie, wie soll das denn ohne Materie gehen?
Energie ist Materie...
Licht ist nicht Schwingung von Atomen. Photonen existieren auch ohne Baryonen.
Photonen sind jedenfalls Materie
Dann hast du wohl falsch verstanden was Licht ist. Es mag sein das Schall eine solche Schwingung ist die du dir vorstellst.
Licht ist aber eine Elektromagnetische Welle die jetzt um es dir klar zu mache "ihr eigenes Medium" ist.
Licht besteht außerdem aus Teilchen den Photonen. Diese fliegen sozusagen durch das all.
Das ist jetzt alles sehr vereinfacht erklärt aber Licht braucht kein Medium:)
Hab ich was verpasst? Photonen sind doch keine Materie. Sie haben lediglich durch ihre Energie eine gewisse Anfälligkeit von Gravitationsfeldern abgelenkt zu werden. Aber Wirklich Masse haben Photonen doch nicht. E=mc^2 ist doch nicht auf Photonen anwendbar oder?
Kann mich natürlich irren^^
Laut Definition sind doch nur Teilchen mit Spin von 1/2 im engeren Sinne als Materie zu bezeichnen. Da gehört das Photons ja nicht dazu.
(Hab mich mal schlau gemacht^^)
Vielen Dank für deine Mühe das alles aufzuschreiben ^^