13 Wellenoptik

Der Randbereich wird weiß wahrgenommen, weil über die langen Streuungswege alle Farben zurück gestreut werden. ( alle Farben = weiß )

Die Kohärẹnzlänge ist der größte Lichtwegunterschied den zwei Lichtstrahlen aus derselben Quelle haben dürfen, damit bei ihrer Überlagerung noch ein Interferenzmuster beobachtet werden kann.

Sie kann bei Lasern mehrere Meter bis km betragen, dagegen bei einer Kerze nur einige μm betragen.

Die Oberfläche der Rose reflektiert nur das Licht bestimmter Spektralfarben, wobei der Blau-&Grünanteil absorbiert wird. Deshalb ist die Rose selber auch eigentlich farblos und die vom Menschen wahrgenommene Farbe ist nur das von der Rose reflektierte Licht.

Überlagerung von Wellen die über einen längeren Zeitraum eine fixe Phasenbeziehung zueinander haben.

fixe Phasenbeziehung -> kohärent

Dispersion: Die Brechung des Lichtes hängt von der Farbe ab.

             => Aufspaltung von Licht in die einzelnen Regenbogenfarben

Beispiel: Regenbogen

Cyan, Magenta, Gelb

Die chemische Zusammensetzung von leuchtenden Körpern durch Benutzung der Emissionsspektren.

Ein kontinuierliches Spektrum enthält alle reellen Zwischenwerte von Wellenlängen im betrachteten Bereich. Dabei weisen benachbarte Farben eine ähnliche Helligkeit auf.

Glühlampen können ein derartiges Spektrum erzeugen.

1) Blau wird stärker als Rot gebrochen und die Brechung erfolgt zum Lot.

2) Eingagnswinkel=Ausgagnswinkel

3) Blau wird wieder stärker gebrochen als Rot und die Brechung erfolgt vom Lot

Die Lichtaussendung von zwei verschiedenen (nicht gekoppelten) Lichtquellen erfolgt "zufällig" und ist daher nicht kohärent.

Lichtbeugung am Doppelspalt und konstruktive bzw destruktive Interferenz

• Licht verschiedener Farben wird überlagert
• Werden alle Farben überlagert, erhalten wir weiß

        ( Grundfarben: Rot, Grün, Blau )

• weißes Licht wird durch ein farbiges Glas geschickt
• das Farbglas ist ein Filter
• "Malfarben", alle Farben zusammen ergeben schwarz

Der einfallende Lichtstrahl wird teilweise zum Lot gebrochen und teilweise am opt. dichteren Medium reflektiert.

Für die Reflexion gilt:

• Einfallswinkel = Ausfallswinkel

Bestimmte Schwingungszustände von Licht

• Linear polarisiertes Licht
• Zirkular polarisiertes Licht

Die Brechung des Lichtes hängt ab von der Wellenlänge, somit von der Frequenz und damit auch von der Farbe.

\(c = {\lambda \cdot f}\)

 \(n_{Rot} < n_{Blau}\)

Blau wird stärker gebrochen, Rot wird schwächer gebrochen.

Bem.: n_Luft = 1 ; n_Wasser = 1,33 ; n_Glas = 1,5

Unter Streuung von Licht versteht man die Änderung der Ausbreitungsrichtung, wenn sich Licht an kleinen Partikeln vorbeibewegt.

z.B. Ärosole, Staub, Wassertropfen, ...

blaues Licht wird stark gestreut

rotes Licht wird schwach gestreut

Bei der Interferenz müssen Wellen über einen längeren Zeitraum in einer fixen Phasenbeziehung zueinander stehen (=kohärente Wellen)

Bei Licht müssen dazu die Wellen insbesondere aus dem gleichen Engergiepaket  stammen.

Bem.: ... k.tes Maximums

1) direktes Sonnenlicht ist nicht gestreut.

2) damit das restliche Licht zu uns kommen kann, muss es stark gestreut werden -> es ist blau

1.) Wird das Sonnenlicht an der Oberfläche des Wassers reflektiert so sehen wir weißes Licht.

2.) Je tiefer das Sonnenlicht in das Wasser eindringt, umso stärker wird es absorbiert d.h. oberflächennahes Wasser wird wärmer. In der Tiefe sieht man das Licht nicht mehr.

3.) Nur das stark gestreute blaue Licht kann wieder austreten. Das lässt das Wasser blau erscheinen.