wenn Licht auch aus Teilchen besteht, wieso kann es durch eine Glasscheibe hindurch?

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7 Antworten

Vor ungefährt 100 Jahren (1897 die Entdeckung des Elektron durch J.J. Thomson) hat man begonnen den Aufbau der festen Stoffe, so wie wir sie mit den Augen sehen als undruchdringliches Glas Holz, Metall zu untersuchen und hat festgestellt, dass hier kleine Teilchen existieren, die die feste Materie bilden. Dazwischen ist viel Raum. Da können also Teilchen hindurch.

Was dabei geschieht, wie die Teilchen "Wechselwirken" hat man dann im folgenden Jahrhundert genauer erforscht. Das ist ein Spezialgebiet der Physik - die Quantenphysik.

Lichtteilchen sind Photonen. Treffen diese Photonen auf einen Gegenstand(Wand, Glas, etc.) geht ein Teil durch den Gegenstand hindurch, ein weiterer Teil wird reflecktiert und der dritte Teil wird absorbiert(geschluckt). Wie groß der Anteil der Photonen jeweils ist, hängt vom Material ab. Nur transparente Körper sind für Photonen durchlässig. Das hängt von der Wellenlänge der Strahlen ab. Glas ist als Beispiel transparent für Licht, aber quasi undurchlässig für Infrarot-Strahlen. Je nach Beschaffenheit reflektieren oder absorbieren Gegenstände wie Flüssigkeiten oder Glas das Licht. Beton als Beispiel absorbiert 60% des Lichtes und reflecktiert 40%. Wird Licht reflecktiert, dringt das Photon nicht in den Gegenstand ein, sondern springt wieder von ihm ab. Die Energie eines absorbierten Photonen wird in Wärmeenergie und dann wieder in Strahlung umgewandelt.

Das liegt daran das nicht alle Teilchen mit allen anderen Teilchen wechselwirken. Wenn du beispielsweise 2 Gegenstände hast, können die sich nur deshalb nicht gegenseitig durchdringen, weil sich die Elektronen der äusseren Elektronenschalen gegenseitig abstoßen.

Ganz anders beim Licht: Hier wird nichts abgestoßen, deshalb kann das Licht durch die Scheibe fliegen. Allerdings nicht alle Teilchen, denn einige werden dabei absorbiert, wie bei jedem anderen Material auch.

Übrigens ist derselbe Effekt noch bei anderen Teilchen zu beobachten, wie z. B. den so genannten Neutrinos. So fliegen ca 50 Billionen Neutrinos mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch deinen Körper, ganz ohne das du es merkst.

Martschelles 09.10.2010, 17:29

großer Gott! eigentlich müsste ich ja tot und löchrig wie ein Sieb sein

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Yugeuner 09.10.2010, 17:38
@Martschelles

Nein, tot müsstest du nicht sein, weil die Teilchen in deinem Körper ja Gott sei Dank genug miteinander wechselwirken.

Allerdings ist der Vergleich mit dem Sieb noch mehr als übertrieben: auf atomarer Ebene betrachtet sind nur ca 0,0001% deines Körpers echte Materie. Dazwischen ist 'leerer Raum'.

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Martschelles 09.10.2010, 19:51
@Yugeuner

die aber immerhin 70 Kilogramm schwer sind, diese 0,0001% von dem was ich glaubte dass ich bin.

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Zunächst mal enthält Deine Fragestellung einen Denkfehler.

Licht besteht nicht aus Teilchen.

Licht ist eine elektromagnetische Welle und in mit bestimmten Experimenten kann man diese Eigenschaft des Lichtes nachweisen (z.B. durch Interferenzversuche).

Unter bestimmten Umständen kann Licht sich aber auch so verhalten, als ob es aus Teilchen bestünde (z.B. Fotoeffekt, Comptonstreuung).

Dies stellt einen Widerspruch für unser anschauliches Denken dar.

lks72 09.10.2010, 18:57

Die Elementarportionen des elektromagnetischen Feldes sind Photonen. Der Widerspruch im Denken beruht nun nicht auf der physikalischen Theorie, sondern im umpassenden Modell des punktförmigen Teilchen versus der unendlich ausgedehnten Welle. In einer bestimmten Situation passt nun keines der Modellvorstellungen. Die Probleme sind also hausgemacht.

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Martschelles 09.10.2010, 19:46
@lks72

vielleicht ist Licht einfach nur einer von vielen ,,Aggregatszuständen" von Energie!?!? bzw. Schwingungszustand.

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Martschelles 09.10.2010, 19:43

den Interferenzversuch kenn ich. Da gibt es ja ein ziemlich spannend gemachtes Video dazu auf DuTube, so ganz dunkel gehalten und einem ab und an aufkommenden flackernden Geräusch, das ist gut gemacht.

Ok, mein Denkfehler ist also dass ein Lichtstrahl nicht wirklich aus Teilchen besteht sondern nur aus Wellen aber sich manchmal so verhält als wenn es aus Teilchen bestünde, was es aber nicht tut, richtig?

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lks72 09.10.2010, 20:12
@Martschelles

Nein! Wellen und punktförmige Teilchen sind Modelle, und beide passen nun auf Licht nun einmal nicht. Wenn man aber unbedingt daran festhalten will, dann ergeben sich zwangsläufig die bekannten logischen Probleme, die man zwar immer der Quantentheorie zuschreibt, welche aber ausschließlich im sturen Festhalten der unpassenden Modelle begründet sind.

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Martinmuc 09.10.2010, 21:54
@Martschelles

Ja, das ist in etwa die passende Erklärung (jenseits von theoretischen Spitzfindigkeiten)

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vielleicht kommt das licht gar nicht durch die scheibe, man sieht es einfach nur, weil die scheibe durchsichtig ist? xD

Martschelles 09.10.2010, 17:15

höhöhhö, ja genau, oder die Teilchen bleiben auf den letzten Metern vor der Scheibe und nur das Licht als Welle kommt durch!

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Alpha und Beta Strahlung sind auch Teilchen. Auch sie durchdringen Glas.

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