Wieso geht das Licht nicht unendlich weit?
Wieso leuchtet das Licht, z. B. Von einer Lampe nicht unendlich weit. Licht hat nur eine Geschwindigkeit und müsste folglich ewig weiter "fliegen"
7 Antworten
und müsste folglich ewig weiter "fliegen"...
...tut es ja auch, wenn nichts im Weg ist.
Der Haken ist: Das Licht verteilt sich mit zunehmender Entfernung auf eine immer größer werdende Fläche.
Bzw quantenmechanisch ausgedrückt: Die Wahrscheinlichkeit, daß es zu einer Interaktion mit einem Elektron kommt, wird mit zunehmender Entfernung immer geringer.
Um auf deine Lampe zurückzukommen: Ab einer bestimmten Entfernung sinkt die Intensität des Lichtes unter die Empfindlichkeitsgrenze. Daran ändert auch eine etwaige Lichtbündelung nichts. Keine Parabolspiegel oder keine Linse ist so genau, daß das Licht wirklich parallel ist - auch nicht das eines Lasers.
Warum sollte das Licht nicht unendlich weit wirken? Natürlich nimmt die Strahlungsintensität mit dem Quadrat der Entfernung ab, weil die theoretisch bestrahlbare Fläche (kugelförmig) mit dem Quadrat der Entfernung zunimmt. Das Licht verteilt sich zunehemd so weit in den Raum, dass es allmählich nicht mehr wahrnehmbar ist ohne Sammellinse. Die würde die divergiernden (d.h. auseinanderlaufend) Strahlen konvergierend (d.h. zusammenlaufend) buchstäblich wieder "einsammeln".
Zum Vergleich: Wenn Du inmitten der Sahara zahlreiche Straßen geradlinig auseinanderlaufen lassen würdest, dann würde die Wüste nach außen hin zunehmend "straßenloser".
Du bist schon auf der richtigen Spur.
Durch die Geschwindigkeit ist das Licht an die Zeit gebunden. Nur die Zeit begrenzt das Licht, sonst nichts. Um unendlich weit zu fliegen, müsste unendlich viel Zeit vergehen. Aufgrund des Alters des Universums kann man sagen: noch kein einziger Lichtstrahl in unserem Universum ist bislang länger als ca. 13 Milliarden Lichtjahre lang geworden.
Das Problem ist die Verdünnung des Lichtes. Betrachten wir die Intensität eines Lichtstrahles mal als Konzentration an Photonen, also z.B. wieviele Photonen enthält ein Kubikmeter des Lichtstrahles? Diese Konzentration nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab. Bei extrem großer Entfernung kann sich das Licht so stark verdünnen, dass die Astronomen, die dieses Licht messen wollen, einzelne Photonen zählen müssen. Dazu sind natürlich hochsensible Geräte erforderlich.
Das Licht der Lampe streut, je weiter entfernt desto größer die Streuung, ab einer gewissen Entfernung ist die Streuung so groß das es aussieht als ob der Lichtstrahl endlich ist.
Also licht geht unendlich weit! Stell dir einen laserpointer vor, dieser produziert eine bestimmte anzahl von lichtstrahlen, welche fast parallel zu einander verlaufen, aber nur fast!! Je weiter das angeleuchtete ziehl sich befindet um so größer wird der rote/grüne/etc. Punkt, weil die lichtstrahlen einen lichtkegel bilden, da sie ja nur fast parallel sind! Wenn du also eine fläche hast, die zB. 2cm^2 groß ist, so treffen aus der nähe alle lichtstrahlen diese fläche und sie kommen dir intensiv vor, je weiter weg sich diese fest definierte fläche befindet um so weniger lichtstrahlen treffen sie, da sich die entfernung der lichtstrahlen zu einander immer vergrößert mit zunehmender entfernung, und die lichtstrahlen sich im raum ausbreiten! Die angestrahlte fläche bekommt bekommt nun viel weniger lichtstrahlen an, was du dann als intensitätsverlust wahrnimmst!
Wo landen denn dann die Photonen meiner Taschenlampe? Im All? Oder werden sie von der Erdanziehung beeinflusst?