Warum kann Licht durch Glas?
In der letzten Physik Stunde wollte ich wissen warum Licht durch Glas kann. Darauf konnte mir aber keiner eine Antwort geben und mittlerweile sind mir noch mehr Fragen zu Licht eingefallen. Warum ist Wasser im festen und flüssigen Zustand durchsichtig und im gasförmigen nicht? Ist doch eigentlich unlogisch das Licht perfekt durch die großen Luftatome mit rund 70 Stickstoff durchkommt aber nicht durch die H2O-Moleküle. Und dann noch die Frage: Wieso sehe ich Licht an dem Punkt wo es aufkommt, aber nicht auf seinem Weg?
Licht interessiert mich gerade echt und ich freue mich schon auf die Antworten. Danke im Voraus.
6 Antworten
In einem Physikbuch habe ich mal gelesen, dass man bis heute nicht weiß, warum Glas durchsichtig ist.
Warum Kristalle durchsichtig sind, ist vergleichsweise leicht zu verstehen. Aber Glas besteht ja fast nur aus Kristallfehlern und müsste von daher praktisch überall undurchsichtig weiß sein.
Wasser ist im festen Zustand ein Kristall, sodass das Licht sich da Moden suchen kann, in denen es durch die regelmäßige Struktur durchkommt.
Im flüssigen Zustand enthält Wasser nur extrem kleine Störstellen, sodass nicht viel Licht gestreut wird. (Ähnlich wie die Luft, die in sehr dicken Schichten bläulich wirkt.)
Wasserdampf ist ebenso durchsichtig wie Luft. Nebel ist etwas anderes - das sind flüssige Tröpfchen in einem Gas - ein Aerosol, in dem Partikel mit einem Durchmesser in der Größenordnung der Lichtwellenlänge oder größer vorhanden sind, und das damit das Licht streut.
Licht nimmst du nur wahr, wenn es in dein Auge kommt und dort absorbiert wird. Von einem beleuchteten Punkt einer Oberfläche wird Licht nach allen Seiten gestreut; ein Teil davon trifft dein Auge. Ein Lichtstrahl auf seinem Weg durch die Luft (oder durchs Vakuum, durch Wasser etc.) streut weder sich selbst noch andere Lichtstrahlen, deshalb sieht man ihn von der Seite auch nicht. Das wird anders, wenn wir Nebel oder Staub in den Strahlengang bringen - dann wird ein Teil des Lichtes aus dem Strahl zu Seite gestreut. (Ursache für die Unsichtbarkeit eines Lichtstrahls ist letztlich die "Linearität der Maxwell-Gleichungen", daraus folgt, dass zwei Lichtstrahlen sich gegenseitig durchdringen können, ohne sich zu stören.)
Also Glas hat eine sogenannte geringe optische dichte. Das kommt im falle des Glases durch eine sehr geringe enthropie (Unordnung) in der Kristallstrucktur, bzw. Atomanordnugn im glas. so stößt Licht nicht so schnell auf andere Atome wenn es einmal "im richtigen Winkel" einfällt und kommt somit schneller durch. Metallgitter haben ebenfalls ne geringe Enthropie sind aber dichterbeieinader sodass da das licht nciht durchkommt ( nur so btw.)
zur durchsichtigkeit von Wasser: Prinzipiell hast du shcon recht. Allerdings ist wasserdampf nicht viel anders wie flüssiges wasser, das sind ganz viele winzige tropfen die das licht in alle richtungen wegbrechen weswegen es undurchsichtig ist.
Licht siehst du nur "an dem Punkt wo es aufkommt" da alles was du siehst im endeffekt nur reflektiertes licht ist.Also um etwas zu sehen muss das licht erstmal von dem gegenstand abprallen und dir direkt ins auge fallen. Und da das lciht "auf seinen" weg nciht reflektiert wird siehst du davon auch nichts. Im übrigens sieht man auch die Lichtquelle (Blick in eine Glühbirne etc.)
Hoffe ich konnte helfen
Licht sind elektromagnetische Wellen, die nicht durch Glas/Luft absorbiert werden. Also können sie das Glas passieren und es ist durchsichtig. Farben kommen zustande, weil bestimmte Ausschnitte aus dem Spektrum des sichtbaren Lichtes absorbiert werden. Das ist aber weder bei Luft noch bei Wasser der Fall. Bei Wasserdampf aber gibt es viele Wassertropfen, die das Licht in unterschiedliche Richtungen brechen können. Also können wir nicht hindurchsehen, da der Lichtweg nicht mehr rekonstruierbar ist. Auf dem Punkt, wo Licht aufkommt, wird es reflektiert und Lichtstrahlen gelangen von diesem Punkt aus in dein Auge. Daher sehen wir ihn. Das passiert in Luft eher selten bis überhaupt nicht, da das Licht einfach durch die Luft hindurchgeht.
Zunächst ist Licht elektromagentische Strahlung, die sich im Vakuum immer mit konstanter Geschwindigkeit bewegen. Dies folgt aus den sogenannten Maxwellgleichungen, die für die E-Lehre universell gültig sind. Und Licht kann man mit einem Magneten umlenken. Dennoch ist es so schnell, dass sich das umlenken kaum bemerkbar macht. Denn die nötigen Magnetfeldstärken um die Umlenkung sichtbar zu machen, sind zu groß als dass man sie realisieren könne.
Nein, Du kannst Licht mit Magnetismus gerade NICHT in eine Kurve zwingen. Es sind ja E-Feld und B-Feld die aufeinander senkrecht stehen. Keine Teilchen involviert, die man durch ein Magnetfeld im Vakuum umlenken könnte. Du kannst Licht an Materialien brechen, aber nicht durch einen Magneten umlenken.
Du kannst aber Licht durch Gravitation umlenken.
Gewöhnlich gilt, dass je dichter ein Stoff ist, desto weniger Licht kommt durch ihn durch. So kommt Licht leicht durch Gase und nur schwer durch gewöhnliche Feststoffe. Nicht aber beim Glas! Glas ist zwar ein Feststoff und damit relativ dicht, er bildet aber regelmäßige Kristallstrukturen.
Nun zu der anderen Frage: Man sieht überhaupt nur dann irgendetwas, wenn Licht aus einer Lichtquelle (Lampe, Sonne) auf ein Objekt fällt, dann reflektiert wird und dann in unser Auge kommt. Demnach braucht man ein relativ dichtes Objekt, welches das Licht reflektieren kann. Vorher wird das Licht in der Luft kaum reflektiert, sodass man es dort nicht sehen kann.
Damit Licht absorbiert wird, brauchst Du einen Zustand, der von dem Grundzustand des Glases aus leicht erreichbar ist. Bei Metallen sind sehr viele Arten möglich, Elektronen anzuregen. Damit kommt sichtbares Licht nicht durch das Metall durch, weil es bei erster Gelegenheit ein Elektron anregen wird und absorbiert wird. Beim Glas gibt es solche Zustände nicht, d.h. das Glas absorbiert das Licht nicht.
Könnte ich Licht mit Magneten umlenken (wegen elektroMAGNETISCHEN Wellen) wenn es nicht so schnell wäre?