Spektrum: Lichtwellen oder elektromagnetische Wellen?

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5 Antworten

Lichtwellen oder elektromagnetische Wellen?

Diese Frage ist eigentlich falsch gestellt, weil das im Prinzip das Gleiche ist. Zugegeben, man bezeichnet üblicherweise nicht alle Formen von elektromagnetischer Strahlung als Licht, was aber mehr oder weniger willkürlich ist. Hermann Schulz bezeichnet in »Physik mit Bleistift« alle elektromagnetische Strahlung als Licht.
Üblich ist es, die für uns Menschen sichtbare und die daran angrenzende elektromagnetische Strahlung als »Licht« zu bezeichnen. Eine klare Grenze gibt es dabei nicht.

Also gehören Gammastrahlen, Radiowellen und so auch zum Licht?

Konventionell nein, schulzistisch (s.o.) betrachtet ja.

Das wird ja alles von der Sonne gestrahlt, nur wir können es nicht sehen.

Nicht alles, was die Sonne abstrahlt, ist Licht. Vielleicht ist Dir das Wort »Sonnenwind« ein Begriff, das sind elektrisch geladene Teilchen wie Elektronen und Atomkerne, oft einzelne Protonen.

Und das Spektrum ist ja alles zusammen, ist das Spektrum dann auch Licht?

Das kann man so nicht sagen. Man bezeichnet ja auch nicht eine Tonleiter als »Schall«.

Spektrum

Das Spektrum ist etwas Abstraktes, nämlich die Gesamtheit aller Frequenzen f bzw. Kreisfrequenzen

ω = 2·π·f

der elektromagnetischen Strahlung, oder, umgekehrt, die Gesamtheit aller Wellenlängen

λ = c/f = 2·π·c/ω

.

Etwas konkreter ist das Spektrum eines Strahlers die Strahlungsintensität als Funktion der Kreisfrequenz, I(ω) oder Strahlungsleistung Φ(ω), also im Sinne einer Verteilung des Lichtes, das ein Körper abstrahlt, auf die Kreisfrequenzen. Die hängt auch mit der Farbe zusammen.

Das menschliche Auge und die Farbe

Farbe ist eigentlich kein physikalisches Phänomen in dem Sinne, sondern ein Wahrnehmungsphänomen.

Im menschlichen Auge gibt es die Stäbchen und die Zapfen. Letztere befinden sich vor allem im sogenannten Gelben Fleck, und es gibt drei Sorten davon, die sich darin unterscheiden, von welchem Frequenzbereich sie gereizt werden. Die Bereiche überlappen sich. Man kann sie als »Rot-Zapfen«, »Grün-Zapfen« und »Blau-Zapfen« bezeichnen.

Den Farbeindruck selbst »bastelt« sich allerdings erst das Gehirn zusammen, und wie es das macht, ist nicht trivial. An sich ruft eine gleichmäßige Reizung aller Zapfentypen einen unbunten (weißen bzw. grauen) Farbeindruck hervor. Je ungleichmäßiger die Reizung ist, desto »bunter« ist der Farbeindruck. Das ist aber nur eine Faustregel, der Farbeindruck hängt auch von der Umgebung ab.

Einen besonders intensiven Farbeindruck ruft Licht hervor, das aus Wellen nur einer Wellenlänge bzw. Frequenz besteht. Die so erzeugten Farben des sichtbaren Bereichs werden auch Spektralfarben genannt. Am äußerst kurzwelligen Rand findet sich Violett. Dass wir dieses als Mischung aus Rot und Blau empfinden, mag daran liegen, dass die »Rot-Zapfen« auch im extrem kurzwelligen Bereich ein kleines Absorptionsmaximum haben und gemeinsam mit den »Blau-Zapfen« gereizt werden.

Sterne leuchten meisten in allen sichtbaren und auch in den unsichtbaren Frequenzen. Das Maximum ihrer Abstrahlung hängt wie die Intensität davon ab, wie heiß ihre »Oberfläche« ist. Dabei werden scheinbar paradoxerweise »kalte« Farben von den heißesten Sternen abgestrahlt.

Vorwiegend. Sterne zeigen als thermische Strahler nicht Spektralfarben oder sonstwie sehr »satte« Farben, sondern ein helles Glühen, das von einem Rötlichgelb getönten bis hin zu grellem Weiß mit bläulicher bis violetter Tönung reicht. Selbst Rote Riesen oder auch Rote Zwerge haben ja immer noch eine viel höhere »Oberflächen«temperatur als der flüssige Stahl in der Fabrik, der gelb leuchtet.

Außerdem sehen die meisten Sterne aus großer Entfernung (viele Lichtjahre) mit bloßem Auge oft schon deshalb weiß aus, da sehr wenig von ihrem Licht beim Empfänger (dem bloßen menschlichen Auge) ankommt und hauptsächlich die Stäbchen reizt. Die liefern immer ein unbuntes und zudem unscharfes Bild, wie man vom Sehen bei schwachem Licht kennt.

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Astrophysik ist ein schwieriges und Umfangreiches Thema. Ich versuche das mal ein bisschen zu vereinfachen:

Also... es geht um das elektromagnetische Spektrum. Dieses umfasst von niederfrequenten Wechselströmen über Infrarotstrahlen, sichtbares Licht, UV- Strahlen, Radiowellen, Gamastrahlen alle in der Physik bekannten elektromagnetischen Wellen.

Sterne erhalten ihre Farbe durch die Temperatur... Je blauer, desto heißer sind sie und je mehr rot, desto kälter (im Vergleich zur Sonne). Das funktioniert allerdings nur bei feststehenden Sternen. Sterne, die sich von uns wegbewegen, erscheinen auch rötlich, man nennt das die "Rotverschiebung". ebenso können sie blau erscheinen "Blauverschiebung", wenn sie sich auf uns zubewegen. Anhand dieser "Verschiebungen" konnten Wissenschaftler feststellen, dass sich alle Galaxien um und herum wegbewegen (bis auf Andromeda, die kommt auf uns zu) was zu dem Schluss führte, dass sich das Universum weiter ausdehnt.

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Wie bereits angedeutet, sind die Erscheinungen, die du aufzählst (Radio-, Mikro, Licht-, Gamma-Wellen) allesamt elektromagnetische Wellen, die sich nur in ihrer Wellenlänge (bzw. Frequenz, dem Kehrwert der Wellenlänge) und damit in ihrer Energie unterscheiden.

Das menschliche Auge ist dafür geschaffen, elektromagnetische Wellen mit Wellenlängen in einem bestimmten, engen Bereich des Spektrums (einer "Auflistung" möglicher Wellenlängen) wahrzunehmen. Die Wellen aus diesem engen Bereich erscheinen uns daher als sichtbares Licht (knapp ausserhalb dieses Bereichs liegen die Wellenlängen von UV- und Infrarot-"Licht", welche das menschliche Auge gerade nicht mehr wahrnehmen kann). 

Da die Natur aller elektromagnetischen Wellen jener des sichtbaren Lichtes gleicht, wird die Bezeichnung "Licht" zuweilen auch für die Wellen verwendet, die wir nicht sehen können.

Über die Entstehung von Farben bzw. Weiss habe ich hier mal ausführlicher geschrieben:

http://www.keinsteins-kiste.ch/farben-licht-und-glanz-warum-die-welt-uns-bunt-erscheint/

Das Prinzip gilt auch für Sterne, wobei Sterne zu den "selbst leuchtenden Stoffen" zählen und Licht mit vielen verschiedenen Wellenlängen abgeben. Die tatsächliche Farberscheinung hängt damit tatsächlich von der Oberflächentemperatur ab: Je höher die Temperatur, desto höher ist die Energie des Lichtes und desto kürzer (also "blauer") sind tendenziell seine Wellenlängen.

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Wlan , Mikrowellen , Radio sind alles elektromagnetische Wellen. Das Licht ist das ganze Spektrum, Menschen können jedoch nur einen gewissen teil erkennen. Hunde zb erkennen glaub ich deutlich mehr. Radiowellen (elektromagnetische Wellen) gehören nicht zum Licht. Sie bestehen aus Elektronen , und nicht aus Photonen (Licht).

Zum letzten teil:

Licht ist weiß (also Rot, Grün und Blau zusammen) und die ganze Welt ist schwarz. Wenn du jetzt ein rotes Objekt vor dir hast ist es eig. immer noch schwarz, aber das Material hat die Eigenschaft alle Lichtstrahlen, außer die Roten  zu absorbieren. Die roten werden reflektiert und für dich sieht es rot aus. Der Himmel ist blau weil er alle Farben außer Blau absorbiert. Wenn es Nacht ist ist er aufeinmal schwarz weil es kein Licht mehr gibt was reflektiert wird.

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Kommentar von Intoccabile
28.08.2016, 14:18

Also der Himmel absorbiert kein Licht. Wenn er es nach Deiner Auffassung täte, würde ja nur noch blaues Licht auf die Erde treffen und wir würden die Sonne auch nur noch blau sehen. Die Stickstoffmoleküle spalten das Licht ähnlich wie ein Prisma in seine Bestandteile auf (Rot, Gelb, Blau) Das blaue Licht zerstrahlt in der oberen Atmosphäre. Das gelbe und rote Licht kommt zum Großteil durch, deswegen sehen wir die Sonne leicht gelb, statt weiß.

Am Morgen und am Abend, wenn die Sonnenstrahlen, aus unserer Perspektive, schräg auf die Atmosphäre treffen, müssen sie demzufolge eine dickere Luftschicht durchqueren, wobei dann auch das gelbe Licht zerstrahlt wird und unsere Sonne orange-rot erscheinen lässt, weil das blaue Licht herausgefiltert wurde und vom gelben schon die Hälfte fehlt...

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Kommentar von Emmalarley
28.08.2016, 14:19

Ist es denn jetzt so, dass ein Stern mehr rotes Licht absorbiert? 

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