Die Ausbreitung des Lichts

Das sichtbare Licht breitet sich stets nach allen Seiten hin geradlinig aus. Häufig kann sich das Licht jedoch nicht ungehindert ausbreiten. Licht welches beispielsweise aus einer Leuchte mit Gehäuse austritt, wird von diesem Gehäuse teilweise abgeschirmt und kann nur nach vorne austreten. Mit Hilfe von Lochblenden kann Licht gebündelt werden. Die Ausbreitung des Lichts nimmt Zeit in Anspruch. Jedoch ist die Lichtgeschwindigkeit (ca. 3*10^8 m/s) sehr groß. Nichts ist schneller als Licht. Die Sonne ist von der Erde etwa 150000000km entfernt. Um diese Entfernung zurück zulegen braucht das Licht etwas mehr als 8 Minuten.

Lichtquellen

Lichtquellen sind entweder künstliche oder natürliche Körper, welche Licht erzeugen und aussenden. Durch die Lichtquellen wird es heller in der Umgebung. Dies ist die wichtigste Voraussetzung für das Sehen. Das Licht der Sonne hat außerdem noch eine weitere lebenswichtige Funktion: es wärmt die Erde, die Luft und das Wasser. Ohne die wärmende Wirkung der Sonne gäbe es auf der Erde keinerlei Leben.

Natürliche Lichtquellen

Natürliche Lichtquellen sind neben der Sonne auch noch Tiere wir zum Beispiel das Glühwürmchen oder der Johanneskäfer. Sie bilden in Ihrem Körper einen Stoff, den sie mit Hilfe eines chemischen Prozesses zum Leuchten bringen. Auch einige Wassertiere leuchten, wie zum Beispiel der Anglerfisch und der Tintenfisch. Letzterer kann sogar in verschiedenen Farben leuchten. Auch in der Pflanzenwelt gibt es leuchtende Exemplare, wie einige Pilze im tropischen Regenwald.

Künstliche Lichtquellen

Im Folgenden werden die künstlichen Lichtquellen und deren Bedeutung behandelt. Schon seit jeher haben die Menschen versucht, Licht zu erzeugen. Bevor es elektrisches Licht gab, wurde hierfür Feuer gemacht oder Fackeln und Öllampen verwendet. Betrachtung der Situation nach heutigem Stand der Technik. Ist es zu dunkel, so schaltet man per Lichtschalter eine beliebige Lampe an. Der Strom zum Betrieb kommt aus der Steckdose. Privatmenschen erzeugen Ihren Strom in der Regel nicht selbst. Ausnahmen bilden hierbei Photovoltaikanlagen auf Hausdächern oder geringe Strommengen, welche zum Beispiel mittels Fahrraddynamo erzeugt werden. Licht bei Fahrzeugen die am Straßenverkehr teilnehmen, hat zwei wichtige Verwendungen. Die erste ist, damit der jeweilige Verkehrsteilnehmer (z.B. Radfahrer, Autofahrer) besser sehen kann aber auch, damit dieser besser von Anderen gesehen wird. Ein beleuchtetes Fahrzeug ist besser zu erkennen, als ein unbeleuchtetes. Die Lichter geben beispielsweise an, ob das Fahrzeug bremst, also langsamer wird oder abbiegen möchte. Im Straßenverkehr gibt es noch viele weitere künstliche Lichtquellen, welche als Informationsquelle für die Verkehrsteilnehmer dienen. Am bekanntesten und am weitesten verbreitet sind die klassischen Verkehrsampeln für Autos, Fußgänger und Radfahrer. Darüber hinaus werden Warnleuchten auch an Unfall- und weiteren Gefahrenstellen, wie zum Beispiel Baustellen eingesetzt.

Wie der Mensch mit Hilfe von Licht sehen kann

Damit der Mensch sehen kann, benötigt er eine Lichtquelle. Dies kann eine natürliche Lichtquelle sein, wie das Tageslicht durch die Sonne oder auch der Mondschein aber auch eine künstliche Lichtquelle erfüllt den Zweck.
Der Mensch sieht Körper, wenn das Licht, welches von Ihnen ausgesendet wird, in die Augen fällt. Das menschliche Auge bildet hierbei den Lichtempfänger. Allerdings kann der Mensch auch Gegenstände sehen, welche selbst kein Licht aussenden. Hier spielt das Licht der Umgebung eine wichtige Rolle. Bevor der Mensch einen Gegenstand sehen kann, muss dieser von einer Lichtquelle ausreichend beleuchtet werden. Der auf diese Art beleuchtete Gegenstand wirft das auftreffende Licht zurück. Dies kann mehr oder weniger stark geschehen. Wenn ein Teil von diesem Licht in die menschlichen Augen gelangt, können wir diesen Körper sehen. Dieser Vorgang ist die sogenannte Streuung des Lichts. Doch das Sehen ist noch viel mehr als Licht zu empfangen. Ein wichtiges Beispiel ist das Sehen durch die Wasseroberfläche. Versucht man Fische in einem Gewässer zu erkennen, so muss man sehr genau hinsehen. Sehen erfordert nicht nur das reine Empfangen des Lichts, sondern auf die Verarbeitung der Informationen durch das Gehirn. Was der Mensch sieht und als was er es erkennt hängt also auch sehr stark von seinem Vorwissen ab.

Streuung des Lichts (Reflexion und Absorption)

Das Phänomen der Streuung des Lichts kann unterschiedlich stark ausfallen. Wie stark das Licht zurückgeworfen wird, hängt immer von der Oberfläche der Körper ab, auf die es auftrifft. Insbesondere glänzende und helle Oberflächen werfen viel Licht zurück. Merke (weiss reflektiert, schwarz absorbiert).
Licht, welches auf einen Spiegel trifft, wird abgelenkt. Dies ist die Reflexion von Licht. Sie tritt immer an glatten Oberflächen auf, z.B. bei poliertem Metall, Glas oder auch an der Wasseroberfläche. Für die Reflexion des Lichts gilt gesetzmäßig, dass der Einfallswinkel des Lichts gleich dem Ausfallswinkel ist. Das Prinzip der Reflexion findet im Alltag zahlreiche Verwendung. Eine der wichtigsten hiervon im Straßenverkehr. Durch Reflektoren an Schultaschen und spezieller Kleidung können Menschen im Straßenverkehr schneller von Autofahrern erkannt werden, da deren Autoscheinwerfer die Reflektoren beleuchten und diese das Licht zurückwerfen.

Wasser auf das Licht einfällt, scheint zu „glitzern“. Dieses Glitzern kommt von der Reflexion des Lichts an der Wasseroberfläche. Die Wasseroberfläche besteht aus unendlich vielen, kleinen, geneigten Teilflächen. Jede dieser Teilflächen reflektiert das einfallende Sonnenlicht. Das bedeutet, sie lenkt es in eine andere Richtung um. Je „rauer“ die Wasseroberfläche (z.B. erzeugt durch Wind oder kleine Wellen), desto stärker das Glitzern sichtbar.
Durch die Brechung des Lichts können interessante optische Effekte und Trugbilder erzeugt werden. Wenn Licht schräg auf die Grenzoberfläche zwischen zwei durchsichtigen Stoffen fällt, wird dessen Richtung durch die Brechung verändert. Fällt beispielsweise Licht von Luft in Glas, so wird dieses zum Einfallslot hin gebrochen. Andersherum wird es vom Einfallslot weg gebrochen.