Licht und Farben: Streuung, Absorption und Reflexion

Wie Du sicherlich weisst, gibt es grosse Unterschiede zwischen dem Tag und der Nacht. Während man tagsüber Gegenstände sehen kann, so geht dies in der Nacht nur, wenn man ein entsprechendes Hilfsmittel, wie etwa eine Lampe, benutzt. 

Manche Dinge sind hell und andere dunkel. Ausserdem haben Objekte viele verschiedene Farben. Wie dies mit dem Licht zusammenhängt, erfährst Du hier.

Ausbreitung des Lichts

Manche Dinge leuchten, strahlen also Licht aus. Beispiele dafür sind die Sonne, eine Kerzenflamme oder eine Lampe. Solche Dinge nennt man auch Lichtquellen.

Von einer Lichtquelle aus breitet sich das Licht nach allen Seiten hin geradlinig aus. 

Lichtstrahlen sind gezeichnete Pfeile. Sie zeigen, in welche Richtungen sich das Licht ausbreitet. 

Licht kann sich auch über extrem weite Strecken hin ausbreiten. Deshalb sehen wir auch Sterne, obwohl diese sich sehr weit von der Erde entfernt befinden. 

Dennoch kann man die Ausbreitung von Licht verhindern, indem man einen Gegenstand vor eine Lichtquelle stellt. Dann kommt das Licht nicht mehr durchaus der jeweiligen Richtung und es entsteht ein Schatten. 

In diesem Bild sieht man, wie ein Schatten entsteht. Eine Lichtquelle- hier im Bild links die Lampe- sendet ihre Lichtstrahlen auf ein Objekt (1.). Dadurch entsteht der Schatten (2.), welcher sich von der Lichtquelle aus gesehen hinter dem Objekt befindet.

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Streuung und Absorption

Wenn man mit einer Taschenlampe eine Wand anstrahlt, dann wird nicht nur die Wand selbst heller, sondern auch die gegenüberliegende Wand wird (zumindest ein bisschen) erhellt. 

Das Licht, welches auf die Wand trifft, wird gestreut. Es "springt" also zum Teil von der Wand weg und bewegt sich dann von dort aus so, als wäre nun die Wand eine Lichtquelle, wenn auch eine, die schwächer leuchtet, als die Taschenlampe. Von der neuen Lichtquelle aus gelangt das Licht jetzt auf die gegenüberliegende Wand.

Jeder Gegenstand, auf den Licht fällt, streut das Licht. Das gestreute Licht hat dann die Farbe vom Gegenstand. Deswegen sehen wir einige Gegenstände als "rote Gegenstände", aber andere als "blaue Gegenstände" und so weiter.

Doch warum wird das Licht von der neuen Lichtquelle denn überhaupt schwächer? Kann die neue Lichtquelle nicht einfach genauso stark leuchten, wie die erste? -Nein. 

Das hängt damit zusammen, dass nicht alles Licht gestreut wird. Ein Teil vom Licht wird auch absorbiert. Absorbiert bedeutet, dass die Wand das Licht in sich aufnimmt und es quasi in sich gefangen nimmt; der absorbierte Teil des Lichts kann dann nicht weiter gestreut werden. 

Es gibt Unterschiede zwischen verschiedenen Körpern in der Hinsicht, wie viel Licht absorbiert wird. 

Beispiel

Beispielsweise absorbieren Körper, welche schwarz sind, viel mehr Licht als Körper, die hellere Farben haben. Wenn Licht absorbiert wird, dann wird der Körper wärmer. 

Deswegen ist es auch ratsam, im Sommer eher hellere Farben zu tragen. Wenn man im Sommer mit einem schwarzen T-Shirt hinausgeht, dann absorbiert das T-Shirt sehr viel Licht und es heizt sich deshalb deutlich mehr auf, als es ein weisses T-Shirt machen würde.

Reflexion

Wenn Du vor dem Spiegel stehst, dann siehst Du darin Dich selbst. Das liegt daran, dass das Licht, welches aus einer Lichtquelle kommt und von Deinem Körper gestreut wird, auf den Spiegel fällt und vom Spiegel gerade wieder zurückgelenkt wird. Das Licht wird von einem Spiegel reflektiert. 

Derselbe Effekt tritt auch bei ruhigen Wasseroberflächen auf, wenn auch etwas schwächer. 

Was ist Licht?

Im Wasser, beispielsweise in Seen oder im Meer, gibt es Wellen. Die Wassermengen bewegen sich in einer immer gleichen Zeitspanne auf und ab. Die Wellen bewegen sich allmählich über die Wassermenge fort. 

Tatsächlich verhält es sich so, dass auch Licht aus Wellen besteht. Nur sind die Lichtwellen extrem klein, so klein, dass man sie mit blossem Auge nicht sehen kann. 

Farben

Je nachdem, wie genau die Wellen aussehen, also wie gross der Weg ist, denn das Licht von einem auf zum nächsten auf zurücklegt, hat das Licht eine andere Farbe. Die Distanz von auf zu auf wird auch als Wellenlänge bezeichnet. Für grosse Wellenlängen erhält man rotes Licht. Wird die Wellenlänge kleiner, so wird das Licht orange, dann gelb und anschliessend grün. Wenn die Wellenlänge noch kleiner wird, wird aus dem grünen Licht hellblaues, dann dunkelblaues und schliesslich violettes Licht. 

Kommt Dir diese Reihenfolge bekannt vor? Tatsächlich entspricht dies genau der Reihenfolge der Farben, welche in einem Regenbogen enthalten sind. 

Im Regenbogen sind alle Farben enthalten, welche im sichtbaren Spektrum des Lichts vorkommen.

Hier sieht man Lichtstrahlen von unterschiedlichen Wellenlängen. Das rote Licht hat die grösste Wellenlänge, grünes und blaues Licht haben kleinere Wellenlängen. Die Balken markieren immer eine Wellenlänge.

Infrarot und Ultraviolett

Tatsächlich kann man nicht alles an Lichtstrahlen sehen, die es gibt. Wenn man zum Beispiel Licht hat, bei dem die Wellenlänge noch grösser ist, als die von rotem Licht, dann betrachtet man infrarotes Licht. Dieses kann man nicht sehen. Es gibt allerdings Messapparate, die Infrarotlicht messen können.

Ähnlich verhält es sich, wenn man Licht betrachtet, welches eine noch geringere Wellenlänge hat, als violettes Licht. Dann ist das Licht nämlich ultraviolett. Auch dieses Licht kann man mit dem blossen Auge nicht wahrnehmen, jedoch gibt es auch hierfür Messapparate.