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Lichtenergie

Physik

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Basiswissen｜ Hat Licht Energie?｜ Beispiele｜ Maße für "wie viel" Licht｜ Photonen


Basiswissen


Mit einem Brennglas, einer einfachen Lupe, kann man normales Sonnenlicht so auf einen einzigen Punkt bündeln, dass man an diesem Punkt mit dem Licht Streichhölzer entzünden oder Plastik schmelzen kann: das Licht scheint also Wärme in sich zu tragen, und damit auch Energie.

Hat Licht Energie?


Energie stellt man sich vor als eine Art gespeicherte Fähigkeit, etwas am Ablauf oder Zustand der Welt zu ändern. Die genaue Definition von Energie ist nicht ganz einfach zu verstehen.[1] Aber es gibt eine Reihe von Anzeichen, die eindeutig zeigen, dass Energie im Spiel ist. Für die Energie von Licht sind das zum Beispiel folgende Phänomene:


Besonders eindrucksvoll kann man sich die Energie im Licht mit einem Brennglas, also einer einfachen Lupe, deutlich machen. Wenn die Sonne klar scheint, kann man mit Lupen Feuer machen und Dinge schmelzen.



Mit einer Lupe kann man Plastik schmelzen. Interessant ist dabei, dass die Farbe des Plastiks eine wichtige Rolle spielt. Helles Plastik kriegt man nicht geschmolzen. Dunkles Plastik schmilzt sofort weg.

Wie die Energie vom Licht auf andere Körper übertragen wird ist ein großes und interessantes Gebiet der Physik. Helle Flächen zum Beispiel nehmen die Energie des Lichts eher schlecht auf. Dunkle Flächen hingegen schlucken die Energie gerne. Dabei erwärmen sie sich auch sehr stark. Helles Eis wirft das Sonnenlicht in den Weltraum zurück, dunkles Wasser oder ein Wald nimmt die Energie der Sonne aber gut auf. Siehe dazu auch den Artikel Albedo ↗

Beispiele


Dass Licht auf irgendeine Weise Energie mit sich trägt oder überträgt, kann man an vielen einfachen Phänomenen und Versuchen gut nachvollziehen.


Maße für "wie viel" Licht


Energie ist so etwas wie die Fähigkeit, in der Welt etwas zu verändern. Mit Energie kann man zum Beispiel die Bewegung von Gegenständen verändern, etwas hell machen, Schall erzeugen, Motoren antreiben oder etwas zum Schmelzen bringen. Wenn man mehr Licht hat, dann hat man also normalerweise auch mehr Energie. Um anzugeben, wie viel Licht man hat gibt es verschiedene Einheiten. Diese werden in der Physik aber auch im Handel für Leuchtmittel oder bei Leuchttürmen und in der Astronomie verwendet.

  • Speziell für Menschen sichtbares Licht Lumen ↗
  • Wie viel sichtbares Licht pro Quadratmeter Lux ↗

Photonen


In einer Vorstellung, einem sogenannten Modell, von Licht stellt man sich Licht aus Teilchen vor, die gleichzeitig Eigenschaften von Wellen haben. Diese Teilchen-Wellen oder Wellen-Teilchen nennt man in der Fachsprache der Physik Photonen. Jedes einzelne Photon hat dann eine ganz bestimmte, nicht veränderbare Menge an Energie. Und diese Menge Energie hängt nur von der Frequenz der Welle ab, die man sich mit dem Photon zusammen denkt. Die Formel E=h·f bedeutet, dass die Energie eines Photons gleich dem Produkt aus der sogenanten Planck-Konstante h und der Frequenz f ist. Diese Formel ist von großer Bedeutung in der Quantenphysik. Siehe mehr unter Photonenenergie ↗