Wie breitet sich Licht aus?

Was fällt dir an diesem Lichtkegel

auf?

Im Bild sind einige Bahnen dargestellt, auf denen sich Photonen bewegen könnten.

Welche Bahn nehmen sie vermutlich? Begründe aus deiner Erfahrung heraus.

Wie breitet sich Licht aus?

Im Bild strömt Licht (Photonen) von einer Lampe zu einer Wand. Auf welchen Wegen die Photonen von der Lichtquelle zur Wand gelangen, kann man nicht sehen.

An den hell leuchtenden Kreideteilchen kann man nur erkennen, dass dort Photonen vorbeigekommen und in unser Auge gestreut worden sind.

Weil man die Photonen nicht strömen sieht, könnte man alle möglichen Bahnen für sie zulassen.

Welche Bahn aber nimmt Licht tatsächlich?

Wie breitet sich Licht aus?

Es gibt zwei Beobachtungen, die eine Antwort ermöglichen:

1. Lichtkegel haben scharfe, gerade Ränder. Das lässt vermuten, dass die Photonen auf geraden Bahnen laufen.

2. Unabhängig davon, wo die Löcher in der Pappe sind, kommt das Licht so hinten heraus, als ob die Photonen schnurgerade von der Lichtquelle durch die Löcher laufen und hinten auch kerzengerade weiterfliegen.

Wie breitet sich Licht aus?

Licht breitet sich geradlinig aus.

Wie breitet sich Licht aus?Die Vorstellung, dass sich Photonen (Licht) geradlinig bewegen, ist für alles, was wir mit Licht in der Schule anstellen, sehr hilfreich.

Wir werden sie in Zukunft immer benutzen.

Photonen fliegen geradlinig, solange sie nicht behindert werden.

Wie breitet sich Licht aus?

Beschreibe die geometrische Form der Lichtbündel, innerhalb derer sich die Photonen jeweils von der Lampe wegbewegen.

Erkläre den Unterschied zwischen

1. „Lichtbündel",

2. „Lichtkegel"

3. „Lichtstrahl"

Photonen fliegen geradlinig, solange sie nicht auf ein Hindernis treffen.

• Genau am oberen Rand des Lichtkegels laufen Photonen von der Lichtquelle schräg nach rechts oben, alle genau hintereinander in einer Bahn kanalisiert.

• Am unteren Rand ist die Photonenbewegung genauso, nur hat der Photonenkanal eine andere Richtung.

• In diesem Sinn können wir uns den ganzen Lichtkegel aus sehr vielen Kanälen zusammengesetzt denken.

• Statt „Photonenkanal" können wir auch „Lichtkanal“ sagen oder- um seine Geradlinigkeit zu betonen - vom „Lichtstrahl“ reden.

• Der Lichtkegel ist ein Bündel aus sehr vielen derartigen Lichtstrahlen.

Dieses Bild zeigt, dass „Photonenkanäle" bzw. Lichtstrahlen in einem Lichtbündel verschieden zueinander ausgerichtet sein können:

(1) Sie können von einem Punkt kommen und auseinanderlaufen,dann nennen wir das Lichtbündel divergent.

(2) Sie laufen aus verschiedenen Richtungen alle auf einen Punktzu; ein solches Bündel heißt konvergent.

(3) Sie laufen weder zusammen noch auseinander, haben alsoalle die gleiche Richtung: Wir haben ein Parallel-Lichtbündel.

Verschiedene Lichtbündelformen:

Parallel-Lichtbündel

Verschiedene Lichtbündelformen:

konvergentes Lichtbündel

Verschiedene Lichtbündelformen:

divergentes Lichtbündel

Was Photonen so alles passiert: