verliert das Licht eigentlich an Energie nach einer gewissen Zeit?
Hi Leute,
mir ist schon klar das die Quelle des Lichtes Energie verlieren kann, aber kann der Lichtstrahl an sich Energie verlieren?
Wenn Ja: hängt die "Lebensdauer" von der übergebenen Energie ab von der Quelle oder ist jedes Licht gleich und nur die Menge ändert sich? (ich meine jetzt das Licht als bündel und nicht getrennt in seine UV, infrarot, etc. )
Falls Nein: Was würde passieren wenn man das Licht irgendwie isolieren könnte, als sagen wir in einer Kugel in dem das innere komplett verspiegelt ist sodas kein Licht entweichen kann?
7 Antworten
das Licht verliert an Energie sobald es auf Materie trifft, je "undurchsichtiger" diese materie ist, desto mehr verliert es an energie.
glas zum beispiel ist relativ "durchsichtig", doch verliert das licht auch hier an Energie, das ist daran zu erkennen, dass glas (egal wie sauber es ist) einen Schatten wirft. genauso verliert das Licht wenn es durch Gase "hindurch geht" an Energie, sprich Gase werfen auch einen Schatten.
Wenn das Licht aber durch ein Vakuum (bestes Beispiel das Weltall) "hindurch geht", dann verliert es nicht an Energie, weil dort (fast) nichts ist, worauf es treffen und an energie verlieren kann. Bestes Beispiel, die Sterne: wenn du einen Stern siehst, kann es gut sein, dass er schon gar nicht mehr existiert in dem Moment in dem du ihn siehst, weil er so weit weg ist, dass das Licht sehr lange braucht um dein Auge zu erreichen. Ein Lichtjahr ist die Strecke die das Licht in einem Zeitraum von 365 Tagen zurück legen kann, sprich ein Stein in einem Lichtjahr entfernung siehst du mit einer Zeitverzögerung von einem Jahr. ein wenig anschaulicher: wenn von diesem Stern aus jemand uns auf der Erde beobachten würde, würde er sehen was hier vor einem Jahr geschah.
Jetzt gibt es aber Sterne, die millionen Lichtjahre entfernt sind, bei denen Also das Licht mehrere Millionen Jahre unterwegs war bevor es uns trifft, und wir können auch diese Sterne noch ganz genau sehen, sprich: das Licht hat auch auf dieser Reise von millionen von Jahren keine (kaum) an Energie verloren, es ist lediglich sehr gestreut, sodass weniger ankommt.
kleiner input am Rande vom Thema:
das Weltall ist 13,4 Milliarden Jahre als. wie groß ist es? 13,4 Milliarden Lichtjahre. Warum? weil das Licht vom Ursprung des Universums sich immernoch ausbreitet, sprich nicht (kaum) an energie verloren hat.
Wenn du jedoch einen Lichtbündel hast, dann verliert das Bündel auf eine Fläche betrachtet schon an Energie, weil die einzelnen Lichtstrahlen nicht perfekt parallel verlaufen, sondern sich streuen. beispiel taschenlampe: wenn du mit der taschenlampe auf ein objekt leuchtest von dem du kaum entfernt bist, hast du einen kleinen, dafür aber hell beleuchteten Lichtkreis. wenn du jetzt aber ein paar Meter entfernt stehst hast du einen größeren, dafür aber dunkleren Lichtkreis. Die gesamte Lichtenergie des Kreises ist die gleiche, nur auf eine größere Fläche verteilt.
Licht einzufangen ist nicht möglich, denn wie gesagt bietet dieses "gefängnis" einen Lichtwiderstand und an dieser wandelt die Lichtenergie in Wärmeenergie um.
Energie geht NIEMALS verloren, energie ändert lediglich seine Form (wärme, elektrisch, Licht, mechanisch, etc).
ich hoffe das ist einigermaßen verständlich und beantwortet deine frage ;)
gruß,
metalforever!
wie so eine Oberfläche theoretisch aufgebaut wäre weiß ich nicht, aber ich würde mal behaupten das weiß keiner, sonst würde da bestimmt geforscht werden :D
außerdem sind materialien die Licht zu 100% absorbieren viel interessanter, denn wenn Licht zu 100% (zum beispiel in Photovoltaikanlagen) absorbiert würde, hätten diese einen viel höheren Wirkungsgrad und wir bräuchten deutlich weniger Fläche um die selbe Leistung zu erzielen ;D
Lichtstrahlen sind Teilchen (Photonen) die sich in einer Welle bewegen. je nach Frequenz ergibt das unterschiedliche Strahlen. Wellen mit einer Wellenlänge zwischen 1km und 1m sind die Radiowellen, 1cm bis 1mm sind Infrarotwellen, zwischen 700nm und 400nm liegt das für das Auge sichtbare Licht, bis 100nm sind die Ultravioletten Wellen, bis 1nm sind die Röntgenstrahlen und bis 0.01nm sind die Gammastrahlen, besser bekannt als Radioaktive Strahlung. also kann man sagen, dass Radio nichts anderes als Licht ist, genau wie Radioaktive strahlung, auch "nur" licht. ;D
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Spectre.svg&filetimestamp=20090911081508
ich würde Licht als Strahlung definieren und Strahlung besteht aus Teilchen. :D
ich bemerke gerade einen Fehler zum ersten teil meines kommentares:
es wird N I E M A L S ein Material geben, das Licht zu 100% reflektiert, denn ein Photon ist um einiges Kleiner als ein Elektron und ein Elektron ist im Vergleich zu einem Neutron oder Proton schon winzig :D (als wenn das alles nicht unglaublich winzig wäre ;D )
so und wie soll ein Material dessen kleinste Teilchen immernoch größer sind als ein Lichtteilchen 100% der Lichtteilchen zurückwerfen? das ist so als würde man Versuchen 1000 Tischtennisbälle auf ein großmaschiges Fischernetz zu werfen und erwarten das keins durch das Netz hindurch geht ;)
PS: solangsam geht mein Wissen in Vermutungen über die ich aus meinem Wissen schließe, also im allgemeinen gilt für alles was ich schreibe: keine garantie auf richtigkeit ;)
Es gibt mehrere Effekte, die zum Energieverlust von Licht führen können.
Expansion des Universums. Alle Photonen verlieren Energie während sie sich ausbreiten, man kann sich das so vorstellen, dass die Wellenlänge des Lichts zusammen mit dem Universum gestreckt wird. Dieser Effekt wird aber nur auf sehr großen Zeitskalen bemerkbar.
"Energieentzug" durch Gravitation. Durch die von Massen verursache Raumzeitkrümmung wird auch hier die Wellenlänge des Lichts erhöht und das Licht verliert an Energie.
Streuung des Lichts an Materie. Es gibt unterschiedliche Streu-Arten, für eine Übersicht siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Streuung_%28Physik%29#Wechselwirkung_zwischen_elektromagnetischer_Strahlung_und_Materie Insbesondere ist die Compton-Streuung interessant, hier gibt das Photon einen Teil seiner Energie ans Elektron ab. Aber auch elastische Streuung, d.h. Streuung, bei der das Photon keine Energie verliert, kann zu einem Energieverlust des "Lichtstrahls" führen, wenn nämlich Photonen in zufällige Richtungen abgelenkt werden, sodass beim Beobachter weniger von ihnen ankommen.
Auch für Photonen gilt der Energie-Erhaltungssatz, der besagt, dass keine Energie verloren geht. Wenn also die Lichtintensität nachlässt, dann heisst das nicht, dass die Energie verloren geht, sondern sich in eine andere Form von Strahlung umwandelt. zB. in den infraroten Bereich Auch bei der Absorbtion durch Materie wird an der Materie selber nichts verändert. Der Relatitvitätstheroie folgend e=mc2 manifistiert sich die Energie durch Geschwindigkeit. Also ist davon auszugehen, dass wenn Lichtstrahlen sich in andere Energie-Formen umwandeln, die Geschwindigkeit der Photonen abnimmt. Aber wie schon oben gesagt, ohne Wechselwirkung werden das Photonen nicht tun, weil auch sie grundsätzlich ihre Energie für immer behalten.
ist es bewiesen das Photonen existieren oder ist es noch theorie? :) und danke für die ausführliche Antwort.
Ein Photon ansich verliert niemals Energie! Reflexionen führen zu Reemissionen, somit ist die Frage für diese Variante hinfällig da neue Photonen entstehen.
ok ich merk schon , ich muss nachlesen was Reemission bedeutet und wie Photonen entstehen.
Re-Emmision heißt dass das Photon von der Atomstruktur aufgenommen, und danach ein neues Photon abgegeben wird. Das passiert auch wenn Licht durch einen Lichtleiter fliegt (unter bestimmten Bedingungen). Augenscheinlich wird die Lichtgeschwindigkeit geringer was aber nur daran liegt, dass sich nicht mehr die selben Photonen fortbewegen sondern wärend der Bewegung durch den Leiter Neue entstehen.
Und Photonen entstehen allgemein durch eine Reihe von Prozessen. Unter Anderem durch das Ändern von Energieniveaus in Atomrümpfen. Also Festkörperschwingungen usw. Aber da wäre es gut sich mal zu belesen!
Energie geht nie verloren, sie kann nur umgewandelt werden.
und wenn das Licht durch eine bestimmte anzahl an atome durchgeht, verliert es dann an Energie weil es z.B. die Atome erwärmt? und was passiert mit den Atomen wenn sie extrem erwärmt werden? (material wird zerstört, moleküle werden gespalten, aber was passiert mit den Atomen?)
mit den Atomen passiert nichts, lediglich die Bindungen unter den Atomen werden verändert.
berechnungen und schätzungen zu folge war die höchste Temperatur bei der Entstehung des Universums eine 1 mit etwa 13 Nullen, also: 10.000.000.000.000°C, in worten: 10 Billiarden °C
die hab ich leider nicht, ich hab das so mal in einer dokumentation gesehen, die haben das dort so als fakt dargestellt und so begründet :P
Danke für die Ausführliche Info. Das Energie nicht verloren geht weiß ich, aber ein Objekt verliert Energie, indem es seine Enegie mit einem anderen Objekt teilt, das meinte ich damit. Wie Heiß und Kalte Wasser. Das heiße Wasser verliert an Energie. Aber rein Theoretisch, wie müsste das Material aufgebaut sein damit es das Licht komplett refliktiert? .... p.s. ist eigentlicht bewiesen wurden was nun Licht ist? also teilchen oder wellen?