In der Serie “Fragen zur Astronomie” geht es heute mal wieder um das Licht. Eine Frage bekomme ich dazu sehr oft zu hören: Was passiert eigentlich mit dem ganzen Licht? Wohin verschwindet das Licht, wenn man den Lichtschalter ausmacht? Wieso wird es dann dunkel? Das Licht ist doch da – warum verschwindet es immer wieder? Kann es sich nicht einfach irgendwo “ansammeln”, wo es dann immer heller wird?

Licht ist ein faszinierendes Phänomen (nicht umsonst ist 2015 das Internationale Jahr des Lichts). Nicht nur für die Astronomen, sondern für alle. Und vor allem ist Licht auch ein sehr komplexes Phänomen, bei dem wir uns oft schwer tun, es richtig zu verstehen.

Wenn wir eine Lampe einschalten, wird es hell. So weit, so gut. Aus der Lampe kommt Licht und erhellt den Raum. Aber wieso wird es wieder dunkel, wenn man die Lampe ausschaltet? Wo ist das ganze Licht, das zuvor den Raum hell gemacht, hingegangen?

Die Lampe machts hell... (Erste elektrische Straßenbeleuchtung in Berlin, 1884, Carl Saltzmann)

Die Lampe machts hell… (Erste elektrische Straßenbeleuchtung in Berlin, 1884, Carl Saltzmann)

Man darf zuerst einmal nicht den Fehler machen, sich Licht als etwas vorzustellen, das in der Lampe drin steckt und dort irgendwie “hinaus” gelassen wird. Eine Lampe ist kein Behälter für Licht, sondern etwas, das Licht erzeugt und zwar nur, wenn man ausreichend Energie (in dem Fall ist das elektrischer Strom) hineinsteckt. Dann werden Photonen, also “Lichtteilchen” oder Lichtwellen ausgesandt. Man kann sich das Licht als Welle oder als Teilchen vorstellen; ganz wie man möchte. Das Licht breitet sich auf jeden Fall in alle Richtungen aus und das natürlich mit Lichtgeschwindigkeit.

Was nun passiert, hängt davon ab, wo sich die Lichtquelle befindet. Die Wohnzimmerlampe steht normalerweise in einem abgeschlossenen Raum in dem sich Möbel und andere Dinge befinden. Und vor allem auch Luft! Die sehen wir zwar nicht, sie ist aber trotzdem da und besteht – so wie alles andere auch – aus Atomen. Das Licht wird nun auf all die Atome treffen: auf die Sauerstoff- und Stickstoffatome der Luft, auf die Atome in den Wänden, den Bücherschränken, der Zimmerdecke oder des Bodens. Hier können zwei Dinge passieren: Entweder wird das Licht dort reflektiert oder es wird absorbiert. Wird es reflektiert, dann setzt es seinen Weg in eine andere Richtung fort, wo es erneut reflektiert oder dann auch absorbiert wird. Bei der Absorption trifft das Licht auf die Elektronen, die die äußere Hülle der Atome darstellen. Die Energie die im Licht steckt (und die über den elektrischen Strom dort hinein gekommen ist) kann nun von den Elektronen aufgenommen werden. Das Elektron wird seine Bewegung um den Atomkern herum dadurch verändern; es wird “angeregt”. Dieser Zustand hält aber nicht ewig, denn die Elektronen wollen wieder zurück in ihren Normalzustand. Das tun sie auch irgendwann und geben die durch das Licht aufgenommene Energie wieder ab und tun das in Form von Wärme.

Das Licht aus der Lampe verschwindet also nicht spurlos, sondern erwärmt die Dinge auf die es trifft. Es wird in Wärme umgewandelt. Die ist auch nichts anderes als Licht, nur eben mit einer Wellenlänge, die wir nicht mit unseren Augen nicht sehen können. Darum wird es dunkel, wenn wir das Licht ausschalten (und es würde nicht dunkel werden, wenn wir den Raum mit einer Wärmekamera betrachten könnten).

Im Weltall allerdings sehen die Dinge anders aus. Da gibt es keine Wohnzimmerschränke und auch keine Luft. Da herrscht ein Vakuum und das Licht kann seinen Weg ungehindert von irgendwelchen Atomen fortsetzen. Licht, das von einem Stern abgestrahlt wird, kann sich im Prinzip wirklich beliebig lang ausbreiten. Natürlich wird die Intensität des Lichts immer geringer werden. So ein Stern schickt seine Lichtteilchen in alle Richtungen aus und je weiter weg wir sind, desto weniger davon kommen genau in unserer Blickrichtung an (würden wir direkt vorm Stern stehen, so daß er unser ganzes Blickfeld ausfüllt, würden enstprechend viele Lichtteilchen ankommen und es wäre enorm hell). Das Licht selbst ist aber immer noch genau so “hell” wie zuvor (es wird unterwegs nicht “alt” oder etwas in der Art). Wir können in großer Entfernung einfach nur weniger Lichtteilchen sehen und deswegen sind ferne Objekte nicht so hell. Aber wenn man mit Teleskopen lang genug in die gleiche Richtung blickt und so möglichst viele Lichtteilchen einsammeln kann, kann man auch sehr weit entfernte Objekte sichtbar machen.

1 / 2 / Auf einer Seite lesen

Kommentare (53)

  1. #1 krypto
    9. Februar 2015

    Interessant ist, dass das Licht zwar nicht ermüdet etc., aber es wird von der kosmischen Expansion für unsere Augen verdunkelt im Sinne starker Rotverschiebung bis hin zu den Mikrowellen. Der Kosmos macht also im Ergebnis etwas ähnliches mit dem Licht wie unsere Zimmerwände 😉

  2. #2 gjoko
    9. Februar 2015

    Wenn ein elektron ein photon absorbiert, nimmt es die entsprechende energie auf. Weshalb gibt es dann nicht wieder ein gleiches photon ab? was ist mit der energieerhaltung?

  3. #3 Alderamin
    9. Februar 2015

    Meine Kurzversion:

    – Was nicht gleich oder nach mehreren Reflexionen ins All abgestrahlt wird, wird absorbiert.

    – Absorbiertes Licht verursacht Wärmebewegung von Molekülen.

    – Die bewegenden Moleküle stoßen entweder Moleküle der Luft an (Wärmeleitung), oder strahlen die Wärme als Infrarot, Mikrowellen oder Radiostrahlung ab, die ihrerseits entweder ins All verschwindet oder Luft und andere Objekte erwärmt.

    – Erwärmte Luft entweicht durch Undichtigkeiten aus Häusern oder befindet sich gleich draußen, gibt die Wärme möglicherweise an Wasser ab, das sie zum Verdunsten aufnimmt, oder strahlt die Wärme in alle Richtungen, zum Boden, den sie wieder erwärmt, und in den Weltraum ab.

    – Da sich keine Wärme auf der Erde dauerhaft ansammeln kann (bis auf den Klimawandel, der die Abstrahlung der Erde verändert; gewissermaßen zieht sich die Erde einen dickeren CO2-Mantel an, aber dann entweicht die Wärme bei einer höheren Temperatur doch, weil die Abstrahlung mit der Temperatur steigt) endet alle Wärme irgendwann als von der Erde abgestrahlte Infrarot-, Mikrowellen- und Radiostrahlung im All.

    – Da bleibt sie, wenn sie keine Objekte mehr trifft und nimmt an der Ausdehnung des Universums teil, wobei sie immer langwelliger wird und die Energie immer mehr abnimmt (denn die Energie von Photonen ist Wellenlänge mal eine Konstante).

    – Wenn die Wellenlänge in Billionen Jahren länger als der Durchmesser des überschaubaren Universums ist, ist sie im Hintergrundrauschen verschwunden.

    Toll, was für Themen so eine simple Frage alle streift.

  4. #4 A-P-O
    9. Februar 2015

    Frage: wenn ein Photon “entsteht” und Photonen “immer” mit c unterwegs sind, bedarf es ja auch einer Beschleunigungsphase. “von 0 auf c in x sec…”
    Wie kann man sich diese vorstellen?
    Wie lange dauert diese Beschleunigung?
    Das “immer” würde dann aber nicht mehr stimmen?

  5. #5 Alderamin
    9. Februar 2015

    Bei Photonen beschleunigt nichts. Teilchen ohne Ruhmasse sind immer und sofort mit c unterwegs. Teilchen mit Ruhmasse können ruhen, kann man beschleunigen, aber nicht bis auf c, nur beliebig nahe heran (mit beliebig viel Aufwand).

  6. #6 krypto
    9. Februar 2015

    Man könnte es evt. auch noch provokativer formulieren:
    Alles ist mit c unterwegs, es sei denn, es hat Ruhemasse 😉

  7. #7 Stefan
    9. Februar 2015

    Wie bestimmt man eigentlich die Ruhemasse?

  8. #8 Alderamin
    9. Februar 2015

    @Stefan

    Kommt drauf an, wovon. Du stellst Dich auf die Waage. Bei Himmelskörpern misst man die Umlaufzeit eines kleineren Körpers um den größeren. Geladene Teilchen schickt man im Magnetfeld auf eine gebogene Bahn und schließt aus deren Radius auf die Masse. Bei Neutrinos misst man gerade, wie viel Energie sie beim Betazerfall unsichtbar davonstehlen anhand der maximalen Energie, die die erzeugten Elektronen noch erhalten können, usw.

  9. #9 meregalli
    9. Februar 2015

    @ krypto
    So wie beispielsweise Florian!

  10. #10 krypto
    9. Februar 2015

    Stimmt, Florians Finger scheinen keine Ruhemasse zu haben 😉

  11. #11 Stefan
    9. Februar 2015

    @Alderamin

    Ich bezog mich eher auf Elementarteilchen und frage mich wie ideal man die Ruhemasse bestimmen kann. Meine Fantasie sagt mir nämlich, dass wir hauptsächlich relativistische Massen und somit auch nur “relativistische Energien” bestimmen können. Wie sehr kann man den Einfluss der Umgebung rausrechnen, auch wenn er noch so klein sein mag? Hast du vllt einen Link/Paper zur Bestimmung von Ruhemassen? Sei es Elektronen, Neutronen etc.

  12. #12 Herr Senf
    9. Februar 2015

    Man könnte die Frage auch anders stellen
    “Wohin verschwindet das Dunkel wenn man’s Licht anmacht?”
    Ist Dunkel schneller weg als Licht da :-)

  13. #13 Alderamin
    9. Februar 2015

    @Stefan

    Meine Fantasie sagt mir nämlich, dass wir hauptsächlich relativistische Massen und somit auch nur “relativistische Energien” bestimmen können.

    Nö, die meiste Materie ist (außerhalb von Teilchenbeschleunigern) langsam unterwegs und unterhalb von ein paar 1000 km/s spielen relativistische Effekte keine Rolle. Ich hab’ kein Paper, aber in der Schule in LK Physik haben wir, glaube ich, mal Elektronen in einem Magnetfeld abgelenkt und deren Massen berechnet oder so (selbst in Beschleunigern macht man das auf diese Weise, achte mal auf gekrümmte Teilchenbahnen in diesen Crash-Bildern, da wirkt ein Magnetfeld zur Massenbestimmung; vielleicht wird die Geschwindigkeit noch mit eingerechnet, dann kann man die relativitistischen Effekte herausrechnen). Ein Massenspektrometer macht so was den ganzen Tag.

    Bei neutralen Teilchen (außer dem Neutrino, wo wir neulich mal drüber hier geredet hatten) weiß ich’s nicht aus dem Kopf, wie das geht.

  14. #14 Franz
    9. Februar 2015

    @FF
    Ganz verstanden habe ich die Funktionsweise noch nicht. Ein Atom absorbiert eine bestimmte Energiemenge um sein(e) Elektron(en) ‘raufzuheben’. Danach fällt es wieder runter und müsste dann doch dich gleiche Frequenz (=Licht) generieren. Fällt es ‘in Stufen’ runter damit die Energie (=Frequenz) kleiner ist ?

    @A-P-O
    Da für Photonen keine Zeit vergeht, ist auch der Begriff Beschleunigung sinnlos. Witziger Weise haben sie aber in unserem Bezugssystem eine Geschwindigkeit (was mich immer maßlos fasziniert). Beim Ort wird’s wieder fraglich :)

  15. #15 Alderamin
    9. Februar 2015

    @Franz

    Die Elektronen können ggf. in kleineren Stufen (geringere Photonenenergie, höhere Wellenlänge) von den Niveaus herunterfallen als sie bei der Absorption hochgesprungen sind, insbesondere wenn die Atome dauernd zusammenstoßen.

    Die Temperaturstrahlung (Hohlraumstrahlung) entsteht aber überwiegend nicht durch diese Linienstrahlungs-Effekte, sondern weil die Atome als kleine Dipol-Antennen wirken, die auf die Felder einlaufender Photonen reagieren und von diesen in Schwingung und ggf. Drehung gebracht werden, so dass sie wiederum selbst antennenmäßig Photonen aussenden. Sonst gäb’s kein kontinuierliches Spektrum.

  16. #16 Gerrit
    9. Februar 2015

    @Franz
    Die Energie kann auch bei Zusammenstössen mit anderen Moleküle abgegeben werden; ohne ein Photon zu emittieren. In Luft ist das der Normalfall, weil Zusammenstöße zwischen Luftmolekülen sehr häufig sind.

  17. #17 Zorro
    9. Februar 2015

    Licht + Gegen-phasiges Licht = Dunkelheit (oder?)

    Nun, ob dies in der Praxis auch wirklich funktioniert könnte mal jemand mit zwei solchen Laserprojektoren austesten, die auch in Planetarien verwendet werden.

    Vorausgesetzt die 3 internen Laser in den Grundfarben R,G,B, sind ausreichend Frequenz-stabil.

    P.S.: Eindrucksvoll für solche künstlerische Darstellungen, jedoch für den Heimgebrauch mit fast 450 Watt im Betrieb wohl ein wenig zu teuer. 😉

  18. #18 Alderamin
    9. Februar 2015

    @Zorro

    Licht + Gegen-phasiges Licht = Dunkelheit (oder?)

    Wenn die Phase und Frequenz genau stimmen, die Wellen exakt parallel sind und die Kohärenzlänge groß genug ist, kann das klappen.

    Nun, ob dies in der Praxis auch wirklich funktioniert könnte mal jemand mit zwei solchen Laserprojektoren austesten

    2 verschiedene Lichtquellen sind schon mal per se nicht kohärent, die Wellenzüge ändern dauernd ihre Phasen relativ zueinander. Und parallel sind sie auch nicht, sie kommen ja nicht vom gleichen Ort. Oder wie soll der Aufbau aussehen?

    Normalerweise weitet man einen Laserstrahl auf und schickt ihn durch einen Doppelspalt. Dann gibt’s Auslöschung Verstärkung im Wechsel, weil die beiden Spalte Lichtquellen an etwas verschiedenen Orten sind, die verschieden weit von der beleuchteten Fläche entfernt sind. Wo der Gangunterschied (2n+1)/2 Wellenlängen ist, gibt’s dann die Auslöschung, bei 2n/2 = n Wellenlängen die maximale Verstärkung.

  19. #19 Higgs-Teilchen
    9. Februar 2015

    @all
    Andere Frage:
    Kennt einer von euch eine Seite mit einer für Unbeschlagene verständlichen Erklärung der Maxwell-Gleichungen?

  20. #21 kdm
    9. Februar 2015

    Ich dachte erst, die Überschrift wäre ein Scherz.
    …bis ich den Artikel las (den sogar ich verstand). DANKE !

  21. #22 kdm
    9. Februar 2015

    a propos: Daniel Düsentrieb (Gyro Gearlose) hatte tatsächlich mal einen Dunkel-Birne erfunden. Schaltete man sie an, wurde es dunkel. Es hat funktioniert. In Entenhausen.

  22. #23 Zorro
    9. Februar 2015

    @Alderamin / #18

    Klingt doch komplizierter als ich dachte, eine RGB – Laser – Lichtfront gegenphasig zu löschen, vielleicht geht dies erst in 100 Jahren wenn die Technologie so weit ist.

    Wurden eigentlich schon einzelne Wellenzüge eines Femtosekundenlasers gegenphasig ausgelöscht?,… und falls es klappt wohin geht da die Laserenergie?,… könnte man da mit einen optischen Spektrometer irgendwas detektieren? (z.B. IR – Emissionen?)

  23. #24 Christian
    9. Februar 2015

    @Zorro: Das sollte eigentlich schon jetzt möglich sein, mit phasenstabilisierten Lasern und einem Strahlteiler innerhalb der Kohärenzlängen. Bitte korrigiert mich falls ich was übersehen habe.

  24. #25 maunz
    9. Februar 2015

    Wer sagt denn dass das Licht wirklich ausgeht wenn ich die Kühlschranktür schliesse :-)

  25. #26 Christian Berger
    9. Februar 2015

    Wenn man da weiter überlegt kommt man zu einigen interessanten Gedanken, zum Beispiel, dass “Licht” schneller ist als “Dunkelheit”. Wenn ich in einem Raum das Licht einschalte, so ist es hell, so bald das Licht von der Lampe mich direkt erreicht hat. Schalte ich die Lampe aus, so dauert es ein wenig bis der “Nachhall” der vielen Reflexionen an den Wänden abgeklungen ist.

    @Zorro, solche Auslöschungsphänomene gibt es tatsächlich in praktischen Geräten. Das ist aber weniger spektakulär als was Du Dir da wahrscheinlich vorstellst. Ein Spiegel ist beispielsweise eine Oberfläche welche die elektrische Komponente der Welle kurzschließt. Da noch ein magnetischer Teil da ist, bedeutet das, dass eine entgegengesetzte Welle da sein muss. Die entgegengesetzte Welle ist das, was man landläufig als Spiegelbild bezeichnet.

  26. #27 PDP10
    9. Februar 2015

    @Alderamin:

    “@Zorro

    Licht + Gegen-phasiges Licht = Dunkelheit (oder?)

    Wenn die Phase und Frequenz genau stimmen, die Wellen exakt parallel sind und die Kohärenzlänge groß genug ist, kann das klappen. “

    Nee.

    Das klappt schon auch mit “normalem” Licht – mal mehr, mal weniger gut.

    Wenn du eine einigermassen monochrome Lichtquelle nimmst, ist die kohärenz keine Vorraussetzung um die charakteristischen Beugungsmuster zu sehen …

    Und auch, wenn du die Beugungsmuster nicht siehst, hast du trotzdem immer Auslöschung und Verstärkung bei der Beugung am Spalt …

    Gitterspektroskopie wäre sonst ein ziemlich anstrengendes Geschäft.

  27. #28 PDP10
    9. Februar 2015

    @Alderamin:

    Nachtrag:

    Interferometrie übrigens auch …

  28. #29 PDP10
    9. Februar 2015

    Äh Mist … voriger Kommentar in der Mod.

    Der Kontext wird klar wenn der erste zu sehen ist …

  29. #30 Adam
    Berlin
    10. Februar 2015

    Zitat aus dem Artikel: “Das Licht wird nicht alt (oder sowas in der Art)”

    Mir ist klar, was gemeint ist.
    Aber trifft dies wirklich zu? Wird Licht wirklich nicht alt? Ein Photon, das aus 10 Mrd. Lj. Entfernung durch ein Teleskop meine Netzhaut erreicht war doch mit Lichtgeschwindigkeit – und damit einer endlichen – seit 10 Mrd. Jahren unterwegs. Folglich ist dieses Photon sehr viel älter, als jene, die von meiner Deckenlampe kommen. Spielt Alterung bei Photonen in einem quantenphysikalischen Sinne eine Rolle? Gibt es irgendwann Auflösungserscheinungen? Wenn man von einem “Big Rip” ausgeht, wenn durch fortlaufende Expansion des Universums, angetrieben durch dunkle Energie, irgendwann auch Atome selbst zerfetzt werden, irgendwann auch Atomkerne – wie weit geht dieser Prozess? Sind auch Quanten wie eben das Licht irgendwann davon betroffen?

  30. #31 Florian Freistetter
    10. Februar 2015

    @Adam: “Spielt Alterung bei Photonen in einem quantenphysikalischen Sinne eine Rolle? “

    Für Objekte, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, vergeht keine Zeit (Relativitätstheorie). Insofern spielt das keine Rolle.

  31. #32 Franz
    10. Februar 2015

    @Adam
    Folglich ist dieses Photon sehr viel älter, als jene, die von meiner Deckenlampe kommen.
    Nur in deinem Bezugssystem. Für das Photon ist keine Zeit vergangen.

    @Zorro
    und falls es klappt wohin geht da die Laserenergie?,…
    Also bei Licht kann ich es auf Grund von Unkenntnissen in der Wellentheorie nicht erklären, aber bei Schall oder Strom wird die Energie einfach zwischen den Sendern ‘hin und her’ gepumpt. Bei Schallauslöschung zum Beispiel wenn die Membran eines Lautsprechers ganz vorne ist, dann ist die andere ganz hinten. Beide ziehen quasi gegeneinander und somit ist die Summe die nach außen geht 0.

  32. #33 Alderamin
    10. Februar 2015

    @PDP10

    Nee.

    Das klappt schon auch mit “normalem” Licht – mal mehr, mal weniger gut.

    So wie Zorro das beschrieben hat, mit zwei Projektoren? Das will ich sehen.

    Doppelspalt und gleiche Lichtquelle ja. Muss nicht unbedingt ein Laser sein. In der Schule hatten wir Bogenlampen mit Kollimatorlinsen. Problem ist, dass verschiedene Lichtfarben verschiedene Positionen von Maxima und Minima haben, die sich überlappen, deswegen ist monochromatisches Licht besser.

  33. #34 klauswerner
    10. Februar 2015

    Klasse! Tolle Frage, super Antwort. Mit solchen Fragen fängt Wissenschaft an.
    Danke dafür :)

  34. #35 Oberon
    Münster
    10. Februar 2015

    Danke danke danke einerseits an “Higgs-Teilchen” fürs stellen der Frage nach einer einfachen Erklärung der Maxwell-Gleichungen, als auch genau so an “Zorro” für die Antwort. Und natürlich an Martin für den wirklich sehr gut geschriebenen und gelungenen Artikel!
    Bin im 3. Semester Physik und habe bis zur Lektüre dieses Artikels offenbar viel weniger von den Maxwell-Gleichungen verstanden als ich müsste 😉
    Mithilfe des Artikels habe ich endlich zumindest einen Ansatz eines intuitiven Verständnisses bzw. einer bildlichen Vorstellung vo EM-Wellen und den Maxwell Gleichungen!
    Werde den Artikel an meine Komilitonen weiterempfehlen, vielleicht hilft es ja für die kommende Klausur am Freitag über Wellen und Quanten.

    Viele liebe Grüße nochmals an Higgs-Teilchen, Zorro, Martin und natürlich auch an Florian und alle anderen!

  35. #36 PDP10
    10. Februar 2015

    @Alderamin:

    “So wie Zorro das beschrieben hat, mit zwei Projektoren? Das will ich sehen.”

    Ah, ok. Das hattte ich überlesen.

    Würde mich aber nicht wundern, wenn findige Spektroskopiker das nicht auch hin kriegen würden.

    Wir haben das im Praktikum mit einer Natriumdampflampe (und anderen) gemacht.
    Wenn du so eine Lichtquelle hast, hast du ja auch jede Menge nicht-kohärente einzelne Lichtquellen. Nämlich die Natriumatome die, thermisch angeregt, alle einzelne Photonen ganz nach belieben abgeben …

    Muss ich mal recherchieren …

  36. #37 Patty
    11. Februar 2015

    Hey!
    Danke für den spannenden Artikel.
    Da fühle ich mich richtig wieder an meine Schulzeit erinnert :)
    Die liegt nun schon einige Zeit her, aber ich meine, dass ich damals keine Antwort auf meine Frage gefunden habe, vll kann jmd die mir als Laien beantworten..
    Habe ich es richtig verstanden, dass wenn man Lich in ein Vakum-Gefäß bringen würde, dass (theoretisch) nur reflektierend ohne jegliche absorbierende Eigebschaften ist, könnte man es so physisch von A nach B transportieren?
    Praktisch ist dies wohl nicht möglich, aber in Anlehnung an Schrödigers Katze wäre ich an der theoretischen Seite interessiert Viele Grüße,

  37. #38 krypto
    11. Februar 2015

    @Patty: Ja, da spricht mMn. theoretisch nichts gegen.
    So ein (praktisch unmögliches) Gefäß wäre schlussendlich auch nur ein Energiespeicher wie viele andere.

  38. #39 Zorro
    11. Februar 2015

    @Christian / #24

    Gemeint waren eigentlich solche Laser mit einer Pulsleistung von 1.1 Gigawatt und einer Impulsbreite von 4.5 Femtosekunden. Also für solch extrem grosse Pulsleistungen wäre es interessant zu sehen was da passiert, entsteht da gar eine Raumverzerrrung (Nichtlinearität?) vor Ort, im Bereich des Fokus?

    @Christian Berger / #26

    Spiegel fand ich schon immer faszinierend, aber sogar mit einfachen Glasplatten (2.4.1 Brewster-Winkel, Seite 14) gibt es ja eine schöne Auslöschung über die Polarisation,… gerne arbeiten auch Zauberkünstler mit solchen physikalischen Effekten.

    Aber zum Spiegel fällt mir noch eine ältere Idee ein, z.B. eine ca. 10 cm grosse, perfekt Runde und innen-verspiegelte Glaskugel mit einen 1 mm runden Fenster, (falls man so etwas makellos herstellen kann, vmtl. nur im Weltraum auf der ISS) wo dann ein Laserstrahl eintritt und derjenige Eintrittswinkel gewählt wird der Innen den längsten Lichtweg zurücklegt, (bzw. Lichtweg beliebig einstellbar) bevor er wieder durch das 1 mm Fenster austritt.

    Das ganze sollte eine Art optischer Kurzzeit – Datenspeicher sein, es könnten sogar mehrere Laserfrequenzen verwendet werden ohne dass sie sich gegenseitig stören würden, die Innenverspiegelung müsste natürlich eine extrem hohe Güte haben damit die Photonen nicht so rasch absorbiert werden… evtl. anwendbar für den optischen Computer der Zukunft? :)

    P.S.: Eine theoretische Berechnung hiervon wäre sicherlich aufschlussreich, z.B. die Ermittlung der längsten möglichen Lichtlaufzeit, wieviele diskrete Lichtlaufzeiten sind überhaupt einstellbar, die dazu möglichen Ein- und Austrittswinkel und jeweils, wie stark der Laserstrahl schlussendlich geschwächt bzw. zerstreut wurde bevor er zuletzt austritt.

    @PDP10 / #27

    Die eigentliche Idee dahinter war ja die gesamte Projektionsfläche, Photon für Photon zu annihilieren, sodass die weisse Leinwand im Idealfall völlig dunkel bleibt, deswegen wäre eine kohärente Laserquelle unabdingbar. Da vmtl. intern ein starker UV – Laser zuerst Blau dann Grün und Rot generiert, könnten diese RGB – Laserbeams sogar recht kohärent sein, obwohl bei solchen Laser – Videoprojektoren die Kohärenz wohl kaum eine so grosse Rolle spielt.

    @Franz / #32

    Bei der Anwendung von gegenphasigen Schall kann man Räume akustisch still legen, die Luftmoleküle werden da stark beansprucht was ein wenig die Lufttemperatur erhöhen wird, bei der gegenphasigen Auslöschung von Licht müsste eigentlich auch die Temperatur (zumindest geringfügig) vor Ort ansteigen,… vielleicht probiert es mal jemand aus was da genau abgeht?

    @Oberon / #35

    Ein Link reinstellen ist ja keine grosse Sache, der Dank geht natürlich voll an Martin Bäker für seine unermüdliche Arbeit, spezielle Bereiche der Physik auch für (mathematikresistente) Laien wie mich verständlich zu machen. :)

  39. #40 Schorschie
    13. Februar 2015

    Das Licht, das absorbiert wird, wird in Wärme umgewandelt und ist daher nicht sichtbar, soweit so klar. Aber was ist denn mit dem Licht, das in dem Moment indem die Lampe ausgeschaltet wird noch nicht absorbiert wurde sondern sozusagen noch im reflektierten Status ist?

  40. #41 Alderamin
    13. Februar 2015

    @Schorschie

    das trifft binnen ein paar Nanosekunden irgendeine Wand oder einen Gegenstand und wird eben dann absorbiert, reflektiert (und danach wieder absorbiert, höchstens ein paar Mal, bis alles absorbiert ist) und endet dann schließlich als Wärme. Wenn es nicht durch ein Fenster ins All entweicht.

  41. #42 Florian Freistetter
    13. Februar 2015

    @Schorschie: “ber was ist denn mit dem Licht, das in dem Moment indem die Lampe ausgeschaltet wird noch nicht absorbiert wurde sondern sozusagen noch im reflektierten Status ist?”

    Das bleibt da nicht lange, denn Licht ist SCHNELL!

  42. #43 Schorschie
    13. Februar 2015

    @Alderamin, @Florian
    Hmm, da hätte ich wohl auch selbst drauf kommen können, dass Licht ziemlich schnell ist. 😉
    Wenn wir jetzt einen fensterlosen Raum hätten, der nur aus Materialien besteht, die kein Licht absorbieren, hätten wir also nach dem ausschalten der Lampe dauerhaft Licht?
    Entschuldigt meine wohl eher simplen Fragen, ich bin nur interessierter Laie.

  43. #44 Florian Freistetter
    13. Februar 2015

    @Schorschie: “hätten wir also nach dem ausschalten der Lampe dauerhaft Licht?”

    Nur hat da niemand etwas davon, denn wenn du dich in dem Raum aufhältst, dann absorbierst DU das Licht 😉

  44. #45 Alderamin
    13. Februar 2015

    @Schorschie

    Auch ein Spiegel ist nicht perfekt, die besten für Teleskope reflektieren ungefähr 99% des Lichts. 1% geht also verloren. Abgesehen davon, dass nicht nur ein Beobachter, sonder auch die Lampe selbst ebenfalls ein absorbierendes Hindernis wäre.

    Und dann geht es mit jeder Reflexion exponentiell abwärts. Nach 100 Reflexionen wäre z.B. noch 0,99^100 = 36,6% des Lichts übrig, nach 1000 Reflexionen noch 0,0043%. So wie ein Klatschen in einem kahlen Raum nach ein paar Sekunden verhallt.

    Nur ist Licht ungleich schneller als Schall. Wenn Dein Raum 3 m Seitenlänge hätte, wären die 1000 Reflexionen in einer hunderttausendstel Sekunde passiert. Du siehst es also deswegen nicht dunkler werden.

    Man sieht’s aber tatsächlich dunkler werden, wenn man eine Glühbirne abschaltet und nicht direkt in die Lichtquelle schaut, weil der Glühfaden abkühlt und das ausgestrahlte Licht dann weniger wird, das dauert ein paar Zehntel Sekunden, das kann man wahrnehmen und das überwiegt jedes Lichtecho im Spiegelraum. Das Licht völlig abrupt abschalten geht nämlich gar nicht.

  45. #46 PDP10
    13. Februar 2015

    @Schorschie:

    “Wenn wir jetzt einen fensterlosen Raum hätten, der nur aus Materialien besteht, die kein Licht absorbieren, hätten wir also nach dem ausschalten der Lampe dauerhaft Licht?”

    Herzlichen Glückwunsch! Du hast den optischen Resonator erfunden … 😉

    Nein, nicht ganz, aber wenn du dir den verlinkten Artikel anguckst (und die Links darin), ist das vielleicht ein guter Startpunkt wenn dich das Thema interessiert …

  46. #47 JoselB
    16. Februar 2015

    In diesem zusammenhang auch interessant:

    In diesem Eintrag hat MartinB eine Kamera vorgestellt mit der die Ausbreitung von Licht erfasst werden kann. Man kann in dem dortigen Video ein “Nachleuchten” der Tomate sehen. Dieses nachleuchten kommt durch mehrfache Reflexion des Lichts im inneren der Tomate zu stande (auch als Sub Surface Scattering bekannt).

    Somit sind diffuse organische Materialien wie Milch und ähnliches genaugenommen so was wie Lichtbatterien, die eine Speicherung für ein paar Femtosekunden vornehmen.

  47. #48 Franz
    16. Februar 2015

    @Schorschie
    Einen ähnlichen Effekt hast du in Supraleitenden Elektromagneten. Da wird einmal Strom ‘reingepumpt’ und da der Leiter tatsächlich 0 Ohm hat, bleibt das Magnetfeld stabil.

  48. #49 Qwert
    8. März 2015

    Das klingt für mich schon verständlich. Nun hat sich bei mir diese Frage ergeben: Wenn ich eine Lichtquelle in einen verspiegelten Raum gebe, die Lichtquelle dann ausschalte, verschwindet das Licht. Müsste das Licht nicht unendlichfach reflektiert werden?
    Ps: Ich habe mit Physik eigentlich gar nichts am Hut. An dieser Vorstellung und Frage verzweifel ich jedoch.

  49. #50 Spritkopf
    8. März 2015

    @Qwert
    Guck mal in Alderamins Post #45, da wird deine Frage beantwortet.

  50. #51 Qwert
    9. März 2015

    @Spritkopf
    Oh dankeschön für diese schnelle und hilfreiche Antwort!
    LG

  51. #52 Erik domske
    Hamburg
    4. September 2015

    Wenn du das Licht ausmacht , bleibt das Licht im Kühlschrank, nach ihn auf und du siehst es!

  52. #53 Von Miller
    22. November 2016

    Ich bin nach längerer Zeit mal wieder auf diesen Artikel zurückgekommen. Wirklich sehr, sehr gut und verständlich erklärt. Thnx.