Protokoll

Leibniz Kolleg Tübingen
Physik
Dr. Thorsten Nagel
5. Sitzung vom 18.11.2013
Kapitel 2: Das Licht und sein Spektrum
Protokollanten: Julian und Peter
Ergänzungen zum Vortrag Himmelsblau und Morgenrot
Wie entsteht der grüne Blitz beim Sonnenuntergang?
Das Licht wird nahe am Horizont am stärksten gebrochen und in seine Spektralfarben zerlegt. Um
die Sonne bilden sich beim Sonnenuntergang Kreise aus den verschiedenen Farben. Bei klaren Luftverhältnissen kann man als letztes das grüne Spektrum beobachten, das innerhalb von wenigen Sekunden untergeht.
Warum ist die Größe der Streuzentren wichtig?
Nur bei Gasmolekülen, die kleiner sind als die Wellenlänge des Lichts, kann Rayleigh-Streuung entstehen.
Wie sieht der Himmel auf dem Mond aus?
Der Mond besitzt keine Atmosphäre. Es gibt also keine Gasteilchen, die das Licht streuen, also gibt
es auch keine Rayleigh-Streuung. Man sieht also auch am Tag den schwarzen Weltraum mit den
Sternen.
Anmerkungen zu den Präsentationen der Vorträge:
Falls man keine eigenen Bilder verwendet, sollte man die Bildquellen unten in die Bildunterschrift
schreiben und nicht erst auf die letzte Folie.
Wie verhält es sich mit der Analogie von Schall und Licht?
Es stimmt, dass sich Schall und Licht ähnlich verhalten, da die Dichte des Mediums die Ausbreitungsgeschwindigkeit beeinflusst. Je dichter das Medium, desto schneller breitet sich Schall aus.
Bei Licht hingegen verhält es sich umgekehrt, es kann durch ein dichtes Medium abgebremst werden. Zudem gib es die Besonderheit, dass sich Licht auch ohne Medium ausbreiten kann (im Vakuum). Darüber hinaus sind Schall und Licht zwei prinzipiell verschiedene Arten von Wellen. Das
eine sind sich fortpflanzende Luftdruckschwankungen, das andere sind elektromagnetische Wellen.
Wie funktionieren Mikrowellen?
Ein Mikrowellengerät erzeugt elektromagnetische Wellen im Bereich von etwa 12cm. Essen im
Mikrowellengerät wird mit Licht dieser Wellenlängen bestrahlt. Dabei werden die darin enthaltenen
Wassermoleküle in Schwingung bzw. Rotation versetzt: Die elektrische Ladung ist in den
Wassermolekülen nicht gleichmäßig verteilt, eine Seite ist eher positiv, die andere mehr negativ
geladen. Das elektrische Feld kann dadurch eine Kraft auf das Wassermolekül ausüben und es in
Drehung versetzen. Die Wassermoleküle bewegen sich und reiben aneinander, Wärme entsteht.
wodurch sich das Essen erwärmt.
Mikrowellen können sehr gefährlich sein, weil man sich sehr schnell sehr stark verbrennen kann,
schließlich besteht der Körper zum Großteil aus Wasser.
2.6 Dualität des Lichts
Lässt sich einem Photon ein Gewicht zuordnen?
Einem Photon lässt sich nicht direkt ein Gewicht zuordnen. Man kann aber seine Energie bestimmen und aufgrund der Äquivalenz von Masse und Energie (E = mc 2 ) auf seine Masse schließen.
Meist wird jedoch vom Impuls gesprochen, das ist das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit.
2.7 Maxwell-Gleichungen
Wie lassen sich elektrische Felder beeinflussen?
Ein elektrisches Feld lässt sich durch Änderung der elektrischen Feldstärke beeinflussen.
Verringert man beispielsweise den Abstand zwischen zwei Kondensatorplatten oder erhöht man die
angelegte Spannung, so vergrößert sich die Feldstärke.