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Photo: Kelvinsong, Wikimedia Commons, CC0.Von der Wärme der Sonne bis zur Präzision medizinischer Laser – Licht prägt, wie wir unser Universum sehen und verstehen. Teste dein Wissen über das Verhalten von Licht, seine Geschichte und seinen Einfluss auf die Kultur!
Strahl-Anfänger 0–4 · Spektrum-Entdecker 5–8 · Meister der Photonen 9–10
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Da Licht mit etwa 300.000 Kilometern pro Sekunde reist und die Erde rund 150 Millionen Kilometer entfernt ist, brauchen Sonnenphotonen ungefähr 8 Minuten und 20 Sekunden, um uns zu erreichen. Interessanterweise braucht die Energie selbst zehntausende von Jahren, um vom Kern der Sonne an ihre Oberfläche zu gelangen, bevor sie schließlich in den Weltraum entweichen kann. Foto: NASA, Wikimedia Commons, Gemeinfrei.
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Lukes erste Waffe war das alte Lichtschwert seines Vaters Anakin, das einen klassischen blauen Strahl abgab. Er baute sein berühmtes grünes Lichtschwert erst im dritten Film, 'Die Rückkehr der Jedi-Ritter'. Die grüne Farbe wurde von den Filmemachern gewählt, weil sie sich vor dem hellblauen Himmel des Wüstenplaneten Tatooine besser abhob.
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Menschliche Augen enthalten Millionen von Zapfen im Zentrum der Netzhaut, die rote, grüne und blaue Wellenlängen erkennen. Stäbchen sind viel lichtempfindlicher und helfen uns im Dunkeln zu sehen, können jedoch keine Farben unterscheiden, weshalb bei schwachem Mondlicht alles in Graustufen erscheint.
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Dispersion tritt auf, weil sich verschiedene Lichtfarben in Glas mit leicht unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen, wodurch sie in unterschiedlichen Winkeln gebrochen werden. Isaac Newton demonstrierte dies bekanntermaßen mit einem Prisma und bewies damit, dass weißes Licht tatsächlich eine Mischung aller sichtbaren Farben und nicht rein und unveränderlich ist.
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Licht wird beim Durchqueren dichter Materialien langsamer. Da Diamant einen außergewöhnlich hohen Brechungsindex von etwa 2,42 hat, bewegt sich Licht darin mit weniger als der Hälfte seiner Geschwindigkeit im Vakuum fort (etwa 124.000 Kilometer pro Sekunde). Diese extreme Verlangsamung und Brechung des Lichts verleiht einem gut geschliffenen Diamanten sein charakteristisches, brillantes Funkeln! Foto: ajizai, Wikimedia Commons, Gemeinfrei.
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Wenn geladene Teilchen des Sonnenwindes auf die oberen Schichten der Erdatmosphäre treffen, regen sie Gasaustausche an. Angeregte Sauerstoffatome geben diese Energie in Form eines markanten grünen Lichts in etwa 100 Kilometern Höhe ab. Stickstoffkollisionen hingegen erzeugen eher tiefblaue oder violette Töne.
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Glühwürmchen erzeugen Licht durch eine chemische Reaktion mit der Verbindung Luciferin und dem Enzym Luciferase. Diese Reaktion ist unglaublich effizient und wandelt fast 100 % der Energie in Licht um, ohne nennenswerten Wärmeverlust. Im Gegensatz dazu ist Äquorin ein anderes lichtemittierendes Protein, das in biolumineszenten Quallen vorkommt. Foto: Wikimedia Commons, gemeinfrei.
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Das 1842 von Sir John Herschel erfundene Cyanotypie-Verfahren verwendet eine einfache Mischung aus Eizensalzen, die auf ultraviolettes Licht reagieren. Diese Technik wurde berühmt für die Erstellung architektonischer Blaupausen und wurde zudem von der Botanikerin Anna Atkins genutzt, um das allererste fotografisch illustrierte Buch herauszubringen.
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Theodore Maiman konstruierte den ersten funktionierenden Laser in den Hughes Research Laboratories und verwendete dabei einen synthetischen Rubinkristall, um einen hellen roten Strahl zu erzeugen. Während Charles Townes einen Nobelpreis für die Entwicklung der theoretischen Grundlagen und des Vorläufers 'Maser' gewann, ebnete Maimans praktischer Durchbruch den Weg für moderne Barcodescanner und Glasfasern.
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Tscherenkow-Strahlung tritt auf, wenn Teilchen in einem bestimmten Medium, wie Wasser in einem Kernreaktor, die Lichtgeschwindigkeit überschreiten. Dies erzeugt eine optische Schockwelle ähnlich einem Überschallknall, die zu einem wunderschönen blauen Leuchten führt. Synchrotronstrahlung ist ebenfalls real, wird jedoch durch die Beschleunigung von Teilchen in Magnetfeldern erzeugt. Foto: Argonne National Laboratory, Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0.
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