Was sind die Eigenschaften von Licht?
Der Begriff "Licht" kann verwendet werden, um sich auf sichtbares Licht zu beziehen, bei dem es sich um elektromagnetische Strahlung einer Wellenlänge handelt, die vom menschlichen Auge wahrgenommen werden kann, oder allgemeiner um elektromagnetische Strahlung einer beliebigen Wellenlänge. Es gibt viele verschiedene Eigenschaften von Licht, die alle elektromagnetischen Strahlen gemeinsam haben, einschließlich der Geschwindigkeit im Vakuum, der Fähigkeit zur Reflexion und des wellenartigen Verhaltens in den meisten Situationen. Verschiedene Lichtwellen können unterschiedliche Eigenschaften des Lichts aufweisen. Solche variablen Eigenschaften von Licht umfassen Wellenlänge, Frequenz, Intensität und Polarisation. Die quantenmechanischen Eigenschaften von Licht sind für Physik und Chemie von besonderem Interesse und beruhen auf der Tatsache, dass sich Licht sowohl als Welle als auch als Teilchen verhält.
Eine Vielzahl unterschiedlicher Eigenschaften von Licht kann verwendet werden, um eine bestimmte Welle elektromagnetischer Strahlung zu beschreiben und zu klassifizieren. Die Wellenlänge des Lichts beschreibt den Abstand zwischen zwei Peaks in der Welle oder den Abstand zwischen wiederholten Abschnitten in der Welle. Die Häufigkeit beschreibt die Anzahl der Wiederholungen, die in einem bestimmten Zeitraum auftreten. Andere Eigenschaften des Lichts, wie Intensität und Polarisation, können ebenfalls verwendet werden, um bestimmte Lichtwellen zu klassifizieren.
Licht bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 299.792.458 Metern pro Sekunde durch ein Vakuum. Diese Geschwindigkeit ist als "Lichtgeschwindigkeit" bekannt und in der Physik aus einer Vielzahl von Gründen äußerst wichtig, einschließlich ihres Platzes in Einsteins Theorie der speziellen Relativitätstheorie. Die Theorie besagt, dass "die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum für alle Beobachter gleich ist, unabhängig von ihrer Bewegung oder der Bewegung der Lichtquelle." Somit bewegt sich das von einer Lichtquelle emittierte Licht, das sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, mit der gleichen Geschwindigkeit wie das von einer unbeweglichen Lichtquelle emittierte. Eine spezielle Relativitätstheorie führt zu Phänomenen wie Zeitdilatation, Längenkontraktion und der Vorstellung, dass die maximale Geschwindigkeit notwendigerweise endlich ist.
Die quantenmechanischen Eigenschaften von Licht hängen hauptsächlich mit der Welle-Teilchen-Dualität zusammen - der Tatsache, dass sich Licht zu verschiedenen Zeiten wie eine Welle und wie ein Teilchen verhält. Experimente haben wellenartige Eigenschaften von Licht wie Interferenz, Polarisation und Beugung gezeigt. Ein Experiment, das den "photoelektrischen Effekt" demonstrierte, zeigte jedoch, dass Licht auch partikelartige Eigenschaften aufweist, die etwas völlig Wellenartiges nicht demonstrieren konnte. Das grundlegende "Lichtteilchen" ist als "Photon" bekannt, das als ein einzelnes Lichtquantum oder die kleinste physikalische "Lichtmenge" definiert ist, die in einer einzelnen Einheit existieren kann.