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
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.
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
einen lichtstrahl an sich gibt es gar nicht, er ist nur ein modell der geometrischen optik. von einer punktförmigen quelle breitet sich licht in alle richtungen kugelförmig aus. die energie des lichts hängt von dessen wellenlänge ab. je weiter die lichtquelle entfernt ist, desto schwächer ist die intensität des ´lichts. es kommt weniger licht (von mir aus auch weniger energie) pro fläche an.
theoretisch kann man sich ein photon vorstellen (also licht als teilchen), dass man zwischen zwei spiegeln einfängt. es würde dann immer hin und her reflektiert werden, wenn es sich um zwei perfekte spiegel handelt, die kein licht absorbieren. natürlich sollte das ganze im perfekten vakuum sein, damit das photon nicht mit einem atom in wechselwirkung tritt.
ok ich merk schon , ich muss nachlesen was Reemission bedeutet und wie Photonen entstehen.