Das Licht ist in der Lage viele Billionen Kilometer zurückzulegen (Sternenlicht). Warum reicht das Licht einer Taschenlampe nur wenige hundert Meter??

Hallo LilFondue,

bei Licht macht es keinen Unterschied, ob es von einem Stern oder eine Taschenlampe ausgesendet wurde: Es verhält sich bezüglich seiner Ausbreitung immer gleich: Nämlich stur geradeaus, immer mit Lichtgeschwindigkeit... und so lange, bis es auf etwas trifft.

Für das Licht einer Lichtquelle gilt aber, dass es sich mit der Entfernung auffächert - wie schnell und wie stark, das hängt von der Lichtquelle ab. Für alle Lichtquellen gilt aber, dass die von der Lichtquelle auf eine bestimmte Fläche (zum Beispiel 1 cm²) einfallende Leistung mit wachsender Entfernung von der Lichtquelle abnimmt.

Je weiter Du von einer Lichtquelle weg bist, desto weniger Licht von ihr "kriegst Du ab", weil sich das ausgestrahlte Licht ja auf eine mit dem Abstand immer größer werdende Kugeloberfläche verteilt. Deswegen nimmt auch die Helligkeit der Sterne mit dem Abstand zu ihnen ab. ährend Du hier auf der Erde rund 10^23 Luftmoleküle im Kubikzentimeter hast, hast Du im Vakuum des Weltalls vielleicht eines... oder noch weniger.

Hier in der Atmosphäre wird Licht deswegen an den Luftmolekülen gestreut: Die Lichtwelle trifft auf ein Molekül und wird in ihrer Richtung abgelenkt. Dadurch fächert sich das Licht noch sehr viel schneller und stärker auf... und deswegen bist Du auf der Erde bei einer so schwachen Lichtquelle wie einer Taschenlampe eben recht schnell an dem Punkt, dass in Blickrichtung zu wenig Licht übrig ist, als dass Du die Lichtquelle noch sehen kannst.

Im Vakuum treffen Lichtwellen eben sehr viel seltener auf ein Teilchen, so dass selbst auf große Entfernungen nur sehr wenig "weggestreut" wird.

Hier hast Du also wirklich nur den Effekt, dass die Helligkeit allein daher abnimmt, weil die pro Flächeneinheit einfallende Lichtleistung mit dem Abstand abnimmt. Deswegen kann man auch im Weltall einzelne Sterne nicht auf beliebig große Entfernungen sehen.

Wenn wir wir beim "Hubble Deep Field" das Licht weitest entfernter Galaxien sehen wollen, müssen wir Langzeitaufnahmen machen: Das Hubble hat mehrere Tage lang fest auf dieselbe Stelle am Himmel "starren" müssen... um so lange die wenigen Lichtwellen einzusammeln, die aus solch großen Entfernungen noch auf die Öffnung fallen, bis man auf der Photoplatte dann tatsächlich etwas sehen konnte.

Wenn wir Entfernungsmessungen zum Mond machen, senden wir zum Beispiel einen Laserstrahl nach oben und messen die Lichtlaufzeit, bis das Signal zurückkommt. Auch da kommen von dem leistungsstarken Laser gerade mal eine Handvoll Photonen (Lichtquanten) zurück in den Detektor. Auch da ist also sehr viel aus der ursprünglichen Richtung gestreut und aufgefächert... aber es reicht so grade eben so noch, es zu messen.

Eigentlich ist das alles also so wie bei einer riesigen Taschenlampe... Daran kannst Du sehen, dass sich das Prinzip nicht ändert.

Grüße

Das Licht einer Taschenlampe ist im Vergleich zu einem Stern millionenfach o. milliardenfach schwächer.

Jeder Lichtstrahl fächert auf, das heißt er wird mit zunehmender Entfernung breiter. Wenn z. B. der Lichtstrahl der Taschenlampe in 1 m Entfernung 10 cm breit ist, ist er in 1000 m Entfernung schon 100 m breit usw.

Durch das Breiterwerden des Stahls wird das Licht, was auf eine kleine Fläche (z. B. das menschliche Auge) fällt, immer schwächer.

Das Auge kann sehr schwache Lichter nicht mehr wahrnehmen.

Es gibt auch Sterne, die zu leuchtschwach für das bloße Auge sind. Z. B. sieht man von den Plejaden meist nur 7 Sterne, dieser Sternehufen hat insgesamt aber ca. 500 Sterne, die man erst mit Teleskopen sieht.

Mit einem sehr leistungsstarken Teleskop könnte man von der Erde aus sehen, wenn auf der Mondoberfläche eine Taschenlampe angeht.

Warum reicht das Licht einer Taschenlampe nur wenige hundert Metern?

Tut es nicht - es hat durchaus unendliche Reichweite!

Aber dazu benötigst du einen Detektor, der auch einzelne Photonen registrieren kann und nicht einen so groben Detektor, wie unser Auge.

Außerdem solltest du deine Taschenlampe im Vakuum benutzen, denn durch ein Gas (Atmosphäre) wird das Licht vielfach gestreut und damit noch weiter abgeschwächt - in so einem Fall müßtest du mit deinem Einzel-Photonendetektor ggf. jahrelang warten, bis das ersehnte Photon deiner Lampe endlich auf den Detektor trifft.

Das Licht auf der Erde als auch im Universum wird von unterschiedlichen Faktoren beeinflusst.

Einer dieser Faktoren ist der Sauerstoff, die Partikel in der Luft Schwächen das Licht sehr stark. Hitze und Sauerstoff lenken das Licht auch ab.

Deine Taschenlampe kann sehr weit scheinen, aber hast du schon mal den Versuch unternommen, 100 km weiter zu fahren um nachzuprüfen, ob du das Licht noch siehst.

Im Weltraum kommen dann noch schwarze Löcher hinzu, die das Licht biegen. Das geschieht durch Gravitationskräfte.

Daher ist der Nachthimmel, obwohl es so viele Milliarden Sterne gibt, nicht hell erleuchtet.

Deine Taschenlampe ist zum Vergleich mit der ausgesandten Lichtenergie einer Sonne, d.h eines Sternes viel zu klein...........