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Lexikon der Astronomie: Licht

Licht ist eine elektromagnetische Energieform. Sie breitet sich im Vakuum mit der Vakuumlichtgeschwindigkeit c von knapp 300 000 km/s aus; genau: 2.99792458 × 108 m/s. Im Prinzip ist die Reichweite von Licht unendlich, doch Licht tritt in der Regel in Wechselwirkung mit Materie, z.B. durch Beugung, Brechung, Streuung, Absorption, Emission.
Damit vermag Licht über große Entfernungen Energie und Information zu transportieren.

geometrische Optik & Wellenoptik

Die klassische, physikalische Disziplin, die sich mit Licht befasst ist die Optik. Ohne genau zu wissen, was eigentlich die Natur des Lichts ist, wird Licht als Lichtstrahl (geometrische Optik) oder als Lichtwelle (Wellenoptik) rein geometrisch beschrieben. Dieser relativ einfache mathematische Apparat ist mächtig und gestattet eine Fülle von Lichtphänomenen zu beschreiben, z.B. Brechung und Beugung.

Farben des Lichts

Im engeren Sinne meint Licht nur den für Menschen sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums. Das beginnt bei kurzen Wellenlängen (hohen Lichtenergien) im Violetten und geht über die Farben blau, grün, gelb, orange bis ins Rote. Allgemeiner gesprochen gibt es Licht in vielen Farben, als Radio-, Wärme-, optische, Ultraviolett-, Röntgen- und Gammastrahlung.
Diese vielfältigen Formen des Lichts machen klar, wie wesentlich Licht für die Astronomie ist. Die klassische, beobachtende Astronomie war optisch. Erst nach und nach öffneten sich die anderen Beobachtungsfenster der Astronomie – einerseits durch das allmähliche Verständnis über die Natur des Lichts; andererseits durch den technologischen Fortschritt, der es ermöglichte Licht einzufangen und so Bilder herzustellen.

Rolle des Lichts

Licht ist in vielerlei Hinsicht von fundamentaler Wichtigkeit:

  • Ohne Licht keine Helligkeit.
  • Ohne Licht keine Wärme.
  • Ohne Licht keine Photosynthese.
  • Ohne Licht kein Leben.
  • Ohne Licht keine Information.
  • Ohne Licht keine Astronomie.

Licht im Lichte der großen physikalischen Theorien des 20. Jahrhunderts

Gemäß der Speziellen Relativitätstheorie ist die Geschwindigkeit des Lichts im Vakuum die absolute Grenzgeschwindigkeit für Information.
Gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie breitet sich Licht auf Nullgeodäten in einer im Allgemeinen gekrümmten Raumzeit aus.
Gemäß der Quantentheorie ist Licht quantisiert in Lichtteilchen, den Photonen.
Gemäß der Quantenelektrodynamik, einer Quantenfeldtheorie des Lichts, sind die Photonen Austauschteilchen (Eichbosonen) der elektromagnetischen Kraft.

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…dem Lexikoneintrag Photonen, der viel Wissenswertes über Licht enthält.

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  • Die Autoren
- Dr. Andreas Müller, München

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