Licht

Ständig umgibt uns elektromagnetische Strahlung, die von überall ausgesendet wird: aus dem Weltall, von Lebewesen, der Erde oder von Gegenständen. Diese Strahlung wird physikalisch als Welle beschrieben. Die Länge der Wellen kann variieren. Sie beeinflusst, wie viel Energie eine Welle übertragen kann und bestimmt, wie die Welle bezeichnet wird. Beispielswiese gehören Funk-, Mikro- und Infrarotwellen zur großen Bandbreite der Wellen. Diese Wellen sind für Menschen unsichtbar. Bestimmte Wellenlängen kann das Auge über Helligkeits- und Farbempfindungen wahrnehmen – diese werden als Licht bezeichnet. Die Lichtwellen sind zwischen 380 und 780 Nanometern lang (kurz: nm, das Milliardstel eines Meters).

Lichtspektrum

In dem als Licht definierten Bereich der elektromagnetischen Strahlung gibt die Wellenlänge Aufschluss über die Farbe des Lichts. Bestrahlt man eine weiße Fläche mit Licht einer einzelnen Wellenlänge, erscheint die weiße Fläche farbig. Angefangen bei den kurzen Wellenlängen verlaufen die Farben dabei von Violett nach Blau, Grün, Gelb, Orange und zuletzt ins Rote. Dabei gehen die Farben nahtlos ineinander über. Werden alle Farben in vergleichbarer Intensität, d. h. Helligkeit, ausgestrahlt, wird die Summe vom Auge als weißes Licht wahrgenommen. Doch weißes Licht kann auch durch die Mischung einzelner Farben erzeugt werden. So reicht die Summe von rotem, grünem und blauem Licht aus, um vom Auge als Weiß erkannt zu werden.

Weißes Licht lässt sich aber auch wieder in seine Bestandteile, seine Spektralfarben, zerlegen, was z. B. bei einem Regenbogen beobachtet werden kann.

Lichterzeugung

Physikalisch lassen sich bei der Lichterzeugung zwei Methoden unterscheiden: Temperaturstrahlung und Lumineszenz. Öllampen, Kerzen, Gas und schließlich Glüh- und Halogenlampen sind Temperaturstrahler. Um Licht erzeugen zu können, müssen dabei Festkörper zum Glühen gebracht werden (Ruß-Partikel bei Kerzen, Öl und Gas). Die Temperatur bestimmt dabei die Lichtfarbe – von rot glimmend bis weiß glühend.

Bei der Lumineszenz entsteht Licht nicht als Folge von Erwärmung, sondern über Zustandsveränderungen auf atomarer Ebene. Dabei wird Energie in Form von Licht abgegeben. In Gasentladungslampen wird zwischen zwei Elektroden ein Gas in einer Glasröhre über eine angelegte Spannung angeregt. Das Gas sendet daraufhin Strahlung, die mittels Leuchtstoffen in Licht umgewandelt wird (Leuchtstofflampen), oder direkt Licht aus. Das Licht bei LEDs wird erzeugt, indem eine elektrische Spannung an einen kristallinen Festkörper angelegt bzw. Strom durch den Kristall geleitet wird. Auch hier wird Energie frei und Licht abgegeben.