Lichtquellen und Lichtausbreitung

Inhaltsverzeichnis zum Thema

• Lichtquellen
• Lichtausbreitung – Licht und Schatten
• Lichtausbreitung – Lichtreflexion und Lichtbrechung

Lichtquellen

Körper von denen Licht ausgeht, werden als Lichtquellen bezeichnet. Dabei unterscheidet man verschiedene Arten von Lichtquellen. Es gibt Körper, von denen das Licht selbst erzeugt wird. Diese Lichtquellen nennt man direkte Lichtquellen oder auch selbstleuchtende Körper. Dazu lassen sich zum Beispiel die Sonne, eine Glühbirne oder eine Kerzenflamme zählen.

Zur anderen Art gehören die Körper, die von direkten Lichtquellen angestrahlt werden und das Licht reflektieren. Diese Lichtquellen werden indirekte Lichtquellen oder auch beleuchtete Körper genannt. Dazu zählen alle Gegenstände, die du sehen kannst, außer die direkten Lichtquellen. Außerdem kann man Lichtquellen unterscheiden in natürliche Lichtquellen (z.B. Sonne, Feuer) und künstliche Lichtquellen (Leuchtmittel, Laser).

Lichtausbreitung – Licht und Schatten

Um sich vorzustellen, wie sich Licht ausbreitet, benutzt man oft das Strahlenmodell. Nach dieser Vorstellung breitet sich Licht strahlenförmig und geradlinig aus. Beleuchtest du ein Objekt mit einer Lampe, so bildet sich dahinter ein lichtfreier Raum. Wegen der geradlinigen strahlenförmigen Lichtausbreitung zeigen sich die Umrisse des Objektes dahinter. Den lichtfreien Raum hinter dem Objekt bezeichnet man als Schatten des Objektes. Wenn du jetzt aus dem Schattenraum heraus in die Richtung des Objektes schaust, würdest du es nicht sehen können.

Wenn du das Objekt mit zwei Lichtquellen beleuchtest, so gelangt das Licht von der einen Lichtquelle in den Schattenraum der anderen Lichtquelle. Dadurch bildet sich ein Halbschatten. Wenn du von dem Halbschatten aus in Richtung der Lichtquellen schaust, dann würdest du nur eine der beiden Lichtquellen sehen können.

Der Bereich zwischen den beiden Halbschatten wird Kernschatten genannt. Von hier würdest du wiederum keine der beiden Lichtquellen sehen, ebenso wie beim Fall mit einer Lichtquelle.

Lichtausbreitung – Lichtreflexion und Lichtbrechung

Indirekte Lichtquellen werfen einen Teil des Lichtes zurück, mit dem sie beleuchtet werden. Diesen Vorgang bezeichnet man als Reflexion. Im gleichen Moment können Körper auch Licht aufnehmen bzw. absorbieren oder auch durchlassen. Bei Glasscheiben wird zum Beispiel immer ein Teil des Lichtes reflektiert, ein Teil wird durchgelassen und dabei gebeugt und ein kleiner Teil wird absorbiert. Bei einem Spiegel wird das gesamte Licht reflektiert.

Um die Lichtreflexion besser zu verstehen, kannst du dir das einfallende Licht wieder strahlenförmig vorstellen. Der Lichtstrahl fällt auf eine spiegelnde Fläche, wird reflektiert und wieder zurückgeworfen. Bei einem ebenen Spiegel gilt das Reflexionsgesetz: Jeder einfallende Lichtstrahl verlässt den Spiegel im gleichen Winkel zum senkrecht auf der Oberfläche stehenden Lot, wie er aufgetroffen ist.

Ein anderes Phänomen kannst du beobachten, wenn du einen transparenten, also lichtdurchlässigen Gegenstand mit einer Lichtquelle beleuchtest. Wenn die Lichtquelle im Medium Luft strahlt und der beleuchtete Gegenstand aus einem anderen Material ist, z.B. Wasser, dann werden die einfallenden Lichtstrahlen am Übergang der Medien Luft und Wasser nicht nur reflektiert, sondern zum Teil auch gebrochen (Lichtbrechung). Beim dem Übergang vom optisch dünneren Medium (Luft) zum optisch dichteren Medium (Wasser) wird der Lichtstrahl dabei zum senkrecht auf der Wasseroberfläche stehenden Lot hingebrochen. Beim umgekehrten Strahlenverlauf würde der Strahl von dem Lot weggebrochen werden.