Licht Als Welle 182z1x

Licht als Welle Licht ist eine sehr komplizierte Erscheinung. Da die einzelnen Modelle jeweils nur einige Merkmale oder Eigenschaften eines Originals widerspiegeln, hat jedes Modell einen bestimmten Anwendungsbereich. Neben dem Modell der Lichtwelle kann man Licht auch als Lichtstrahl, mit dem Zeigermodell und dem Modell Lichtquant (Photon) betrachten. Das Modell Lichtwelle Das vorgestellte Modell dient zur Darstellung des Wellencharakters des Lichtes, der unter bestimmten Bedingungen auftreten kann. Es wird vor allem dann genutzt, wenn man wellentypische Erscheinungen wie Beugung, Interferenz oder Polarisation beschreiben und erklären möchte. Es kann allerdings auch genutzt werden, um die Ausbreitung des Lichtes, die Reflexion oder die Brechung zu beschreiben. Dies zeigt auch den Zusammenhang zwischen Strahlenmodell und dem Wellenmodell. Die Lichtstrahlen sind die Normalen auf die Lichtwellen. Untersuchungen haben gezeigt, dass es sich bei Licht vom physikalischen Charakter her, um elektromagnetische Wellen handelt, bei denen sich zeitlich periodisch die Stärke des elektronischen und magnetischen Feldes ändert. Die Schwingungsrichtungen beider Felder liegen senkrecht zueinander und ebenfalls zur Ausbreitungsrichtung. Diese Wellen nennt man Transversalwellen, oder auch Querwellen. Zeichnerisch dargestellt wird jedoch meist nur die Richtung, in der die elektrische Feldstärke schwingt. In der Optik wird der Teil, in dem man mit dem Modell der Lichtwelle arbeitet, als Wellenoptik bezeichnet. Es gelten folgende Regeln: 



Durch die Frequenz wird die Farbe des Lichtes charakterisiert. Für einen Stoff kann man die Farbe auch durch die Wellenlänge kennzeichnen, denn für einen Stoff gilt bei konstanter Temperatur und konstanter Dichte. Das Quadrat der Amplitude ist ein Maß für die Intensität des Lichtes. Unter Intensität versteht man dabei die pro Zeit und Fläche übertragene Energie. Da die pro Zeit übertragene Energie eine Leistung ist, kann man auch formulieren: Die Intensität ist die Strahlungsleistung pro Fläche, also der Quotient In der Physik wird diese Größe auch als Bestrahlungsstärke bezeichnet.

Bei der Arbeit mit dem Wellenmodell bezieht man häufig das huygenssche Prinzip oder das huygensfresnelsche Prinzip mit ein: huygenssches Prinzip: Jeder Punkt einer Wellenfront ist Ausgangspunkt einer für kreis- oder kugelförmige Elementarwellen. Diese Elementarwellen besitzen die gleiche Ausbreitungsgeschwindigkeit wie die ursprüngliche Welle. Die Elementarwellen überlagern sich. Die Einhüllende aller Elementarwellen bildet die neue Wellenfront. huygens-fresnelsches Prinzip: Der Schwingungszustand in einem Punkt eines Raumes wird bestimmt durch die Summe aller Elementarwellen, die von Wellenfronten ausgehen und die in diesem Punkt zusammentreffen. Dieses Prinzip ist z.B. bedeutungsvoll bei der Frage, ob bei der Überlagerung (Interferenz) von Licht in einem bestimmten Punkt Verstärkung, Abschwächung oder Auslöschung auftritt. Argument für das Wellenmodell Mit der Elementarwellentheorie von Huygens, die nun nicht nur auf Wasser- oder Schallwellen, sondern auch auf Licht angewandt wurde, konnte die Intensitätsverteilung auf dem Leuchtschirm erklärt werden. Mit der Korpuskulartheorie von Newton, bei dem Licht als ein Strom kleiner

(klassischer) Teilchen aufgefasst wird, kann dies nicht erklärt werden. Dies ist ein Grund, warum sich die Ideen von Huygens trotz der Dominanz des großen Gelehrten Isaac Newton im Laufe der Zeit immer mehr durchsetzt.