C/C++ Forum :: Kleine Lichtfrage

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Abend!

Ich habe eine kleine Frage zum sichtbaren Licht. Licht kann man ja auf 2 Arten beschreiben (Dualität des Lichts): Als Photonenstrom und als Strahlung mit Welleneigenschaften.
Was ich nicht ganz verstehe: Sagen wir ich habe ein oranges Licht. Heißt das jetzt, dass das Licht EINE einzige Wellenlänge hat? Oder hat so ein Licht mehrere Wellenlängen?

volkard Moderator 00:08:09 27.02.2010 Titel:

EINE. Naja, hängt vom Orange ab. Wenns nicht gerade Regenbogenorange ist, sondern ein Mondrianorange, ist das doch ein Gemisch.
Sagen wir mal, wie haben Laserlicht.

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Eine Wellenlänge, aber mit einer gewissen Verschmierung (Unschärfe der Impulse von den Lichtteilchen).

Gregor Moderator 01:32:23 27.02.2010 Titel:

Die beiden da oben haben Recht, aber...

Es ist ja auch die Frage, was Du unter orangenem Licht verstehst. Nicht alles, was Du als orange wahrnimmst, ist auch orange in dem Sinne, dass man dort Licht einer Frequenz/Wellenlänge im orangenen Bereich hat. Schau Dir an, was von Deinem Bildschirm kommt. Vielleicht siehst Du dort auch etwas orangenes. Dort hat man allerdings einzelne Bildpunkte in rot, grün und blau. Der Eindruck, dass es sich dort um orangenes Licht handelt, entsteht erst in Deinem Auge. Nämlich indem die Rezeptorzellen (Zapfen) in Deiner Netzhaut entsprechend angeregt werden. Wenn Du kein Mutant bist, dann hast Du Zapfen für drei unterschiedliche Frequenzbereiche. Diese Frequenzbereiche überlappen sich, so dass Licht einer gegebenen Frequenz im Allgemeinen Zapfen für unterschiedliche Frequenzbereiche reizt. Die charakteristischen Frequenzen für rotes, grünes und blaues Licht sind allerdings jeweils hauptsächlich einem dieser Frequenzbereiche zuzuordnen. Der Eindruck von Orange entsteht dann dadurch, dass R,G,B jeweils in so einer Intensität vom Bildschirm wiedergegeben werden, dass die Zapfen so angeregt werden, als ob Licht mit einer Wellenlänge im Orangebereich auf sie treffen würde.

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Danke für die Antworten.

Hm, laut Wiki nennt man Licht mit nur EINER Wellenlänge monochromatisches Licht. Und laut Wiki kommt das in der Natur nicht vor. Das widerspricht ja volkards Antwort. Ist es nicht eher so, dass wenn ich jetzt irgend eine Farbe sehe (grün von einem Blatt oder so), dass das mehrere Wellenlängen sind?

SeppJ Moderator 20:32:35 28.02.2010 Titel:

Leuchter schrieb:

Danke für die Antworten.

Hm, laut Wiki nennt man Licht mit nur EINER Wellenlänge monochromatisches Licht. Und laut Wiki kommt das in der Natur nicht vor. Das widerspricht ja volkards Antwort. Ist es nicht eher so, dass wenn ich jetzt irgend eine Farbe sehe (grün von einem Blatt oder so), dass das mehrere Wellenlängen sind?

Mit monochromatisch meinen die ganz genau eine Wellenlänge. Die Blattfarbe ist, auch wenn es total grün erscheint, immer noch eine Mischung aus verschiedenen Grüntönen. Perfekt monochromatisches Licht bekommt man noch nicht einmal unter Laborbedingungen. Selbst ein Laser kommt diesem Ideal nur sehr, sehr nahe, ohne es zu erreichen.

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Gut, das heißt also wenn ich eine Farbe sehe, dann ist das IMMER ein "Bündel" von mehreren Lichtwellen. Irgendwie kann ich mir das schwer vorstellen

Ich hab schon oft Sätze gelesen wie "Blaues Licht hat eine Wellenlänge von ca 500nm" etc. Sind solche Aussagen nicht falsch?

Borschtsch Mitglied 00:33:18 01.03.2010 Titel:

In Physik ist das Ergebnis eben nur so gut wie die Messung. Wenn du die Länge eines Eisenstabes paar Minuten lang kontinuierlich und genau genug misst und thermischen Einfluss berücksichtigst, so wirst du stets unterschiedliche Längen in diesem Zeitabschnitt erhalten. Dann bildest du einen Mittelwert und sagst, dass dein Eisenstab ca. diese Länge (Mittelwert) hat.

Du kannst dir also vorstellen, dass es auf der Quanten-Ebene entsprechend schwierig ist, eine Wellenlänge genau zu bestimmen oder nachzubilden.

SeppJ Moderator 00:41:06 01.03.2010 Titel:

Leuchter schrieb:

Gut, das heißt also wenn ich eine Farbe sehe, dann ist das IMMER ein "Bündel" von mehreren Lichtwellen. Irgendwie kann ich mir das schwer vorstellen

Ich hab schon oft Sätze gelesen wie "Blaues Licht hat eine Wellenlänge von ca 500nm" etc. Sind solche Aussagen nicht falsch?

Licht mit 500 nm Wellenlänge ist blau. Aber ein blauer Gegenstand hat ein ganzes Spektrum von verschiedenen Frequenzen und nur ein großer Teil davon liegt irgendwo in der Nähe von 500 nm.

Hier findest siehst du das Spektrum einer Natriumdampflampe. Natriumdampflampen leuchten in einem ganz intensiven Orange. So orange, dass man praktisch keine anderen Farben mehr sieht, sie sind eine fast monochromatische Lichtquelle. Und doch siehst du im Spektrum viele andere Farben, viele davon durch Imperfektion der Lampe. Und selbst wenn man reines Natrium im Labor betrachtet, ist es nicht monochromatisch: Das Licht ist eine Mischung aus zwei verschiedenen Orangetönen (und es ist auch noch ein gelber und ein blauer Streifen dabei, aber die gehen total unter)!

Warum ist das so? Ich kann jetzt keinen Kurs in Atomphysik geben, aber es lässt sich voraussagen, dass Atome die Licht aussenden, dies immer auf mehreren unterschiedlichen Frequnzen tun. Wenn man die Atome zu Molekülen zusammenpackt, werden diese Frequenzstreifen sogar noch breiter. Und die (bekannte) Natur besteht nun einmal größtenteils aus Atomen und Molekülen. Für die anderen Arten, Licht zu erzeugen gilt das gleiche, weil es ein konzeptionelles Problem bei der Lichtentstehung ist.

Wie kann man das (weitestgehend) verhindern? Mit einem Laser. Laser sorgen dafür, dass von den vielen unterschiedlichen Lichtfrequenzen, welche ein Atom aussenden kann, nur eine bestimmte ausgesendet wird (Die Photonen sind überdies noch alle in gleicher Phase, aber das ist eine andere Geschichte). Laser sind die monochromatischten Lichtquellen die bekannt sind und sind für alle praktischen Zwecke als monochromatisch anzusehen. Aber selbst der beste Laser hat irgendwo Imperfektionen. Es kann sein, dass sie so klein sind, dass sie praktisch nicht messbar sind, aber man kann zeigen, dass sie in einem realen Laser da sein müssen. In der Natur gibt es im übrigen keine Laser.

Gregor Moderator 01:49:47 01.03.2010 Titel:

SeppJ schrieb:

Hier findest siehst du das Spektrum einer Natriumdampflampe.

Sicher, dass das das richtige Spektrum ist?