Modul 1: Grundlagen der Lichtphysik
Im ersten Modul erfahrt ihr die wichtigsten Informationen zu den Grundlagen in der Lichtphysik.
Mike Weidemann
4/7/2025
Modul 1: Grundlagen der Lichtphysik
1. Licht - Welle und Teilchen zugleich
Licht lässt sich physikalisch auf zwei verschiedene Arten beschreiben: Einerseits als elektromagnetische Welle, die schwingt und sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. Andererseits als Strom von Photonen, also quantisierten Energiepaketen. Beide Modelle sind korrekt – je nach Anwendung sind mal die Welleneigenschaften, mal die Teilcheneigenschaften entscheidend. Dieses Phänomen nennt man den Welle-Teilchen-Dualismus. In der Show- und Lichttechnik sind vor allem Wellenphänomene wie Reflexion, Brechung und Interferenz von Bedeutung.
2. Die wichtigsten Eigenschaften von Lichtwellen
Lichtwellen werden durch zwei physikalische Größen beschrieben:
- Wellenlänge (λ): Die Länge einer einzelnen Welle, gemessen in Metern (oft in Nanometern).
- Frequenz (ν): Gibt an, wie oft die Welle pro Sekunde schwingt (gemessen in Hertz, Hz).
Die Lichtgeschwindigkeit (c) ist eine Naturkonstante. Sie beträgt im Vakuum etwa 300.000 km/s (3,0 × 10⁸ m/s). In Luft ist sie fast genauso hoch, in anderen transparenten Materialien (z. B. Glas oder Wasser) jedoch etwas geringer.
Diese Größen hängen direkt zusammen:
c = λ × ν
Das bedeutet: Wenn die Frequenz steigt, muss die Wellenlänge sinken – und umgekehrt. Die Lichtgeschwindigkeit bleibt dabei immer gleich.
3. Das elektromagnetische Spektrum
Wenn man alle möglichen Kombinationen von Wellenlänge und Frequenz betrachtet, erhält man das elektromagnetische Spektrum. Es umfasst verschiedene Strahlungsarten:
- Radiowellen (langwellig, niederfrequent)
- Mikrowellen
- Infrarotstrahlung
- Sichtbares Licht
- Ultraviolettstrahlung (UV-Strahlung)
- Röntgenstrahlung
- Gammastrahlen (kurzwellig, hochfrequent)
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