Kann Licht, wenn es in eine andere Wellenlänge ver

Hi Hager,

kurze und schmerzlose Antwort: Nein. Sowas kann man z.B. bei Helligkeitsänderungen weit entfernter Objekte sehr gut beobachterisch überprüfen. Alle jemals dazu gemachten Beobachtungen bestätigten mit beinahe unvorstellbarer Genauigkeit, dass Photonen aller Wellenlängen gleich schnell sind.

Viele Grüsse,
Dominik

Das gilt für das reine Vakuum.

Hallo Sepp,

für die Geschindigkeit in verschiedenen Medien gilt wieder das was Dominik schon gesagt hat.

Erklärungen findest du z.B. hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/L…eschwindigkeit_in_Materie

Gruß
Stefan

Hallo

das ist eine interessante Frage, um das Licht in eine andere Wellenlänge zu zerren, müsste es von einem Objekt kommen das sich schnell bewegt, das klappt wohl auch.
Rein matematisch sind das ja Masselose Teilchen welche sich mit Geschwindigkeit x von einem Objekt mit Geschwindigkeit y wegbewegen, dann müsste die Geschwindigkeit eigentlich x+y sein, bewegt sich y in entgegengesetzte Richtung hätte y das entgegengesetzte Vorzeichen.
Aber da ist noch ein Haken, man müsste eine Sache Beschleunigen, da spielt in dem Fall die Masse des Photons eine Rolle und die zur Verfügung stehende Zeit in der das Photon an das beschleunigende Objekt gebunden ist, von nix kommt ja nix.
Dann kann es wohl nicht sein

Gruß Frank

Das Weltall ist kein Vakuum, sondern mit (interstellarer) Materie gefüllt. Damit breitet sich die elektromagnetische Strahlung über kosmische Distanzen effektiv nicht mit Vakuum-Lichtgeschwindigkeit aus. So kommt beispielsweise das Signal eines Pulsaren im Radiofrequenzbereich etwas später an als im visuellen oder Röntgenbereich. Aus dieser so genannten Dispersion lässt sich bei Kenntnis der Säulendichte der Elektronen zwischen Pulsar und Erde die Distanz bestimmen (Dispersionsparallaxe).

Hallo Erik,

das Dispersionsmaß hat aber nichts mit der Frage der Lichtgeschwindigkeit bei unterschiedlichen Wellenlängen in ein und demselben Medium zu tun. Natürlich gibt es den von dir genannten Effekt, und er sorgt dafür, daß man solche Phasenverschiebungen bei Pulsaren messen kann. Nichtsdestotrotz bleibt der zeitliche Abstand zwischen zwei Pulsen gleich, egal bei welcher Wellenlänge man beobachtet. Die Lichtgeschwindigkeit, egal ob im Vakuum oder in einem Medium, ist wellenlängenunabhängig.

Viele Grüße,
Caro

Hallo Caro,

möglicherweise liegt hier ein Missverständnis des Begriffes Lichtgeschwindigkeit vor. Für mich ist Lichtgeschwindigkeit nicht p.D. die Vakuum-L., sondern die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes, z.B. auch in einem Medium.

Es stimmt natürlich, dass der zeitliche Abstand der Pulse, also die Periode, unabhängig von der Wellenlänge, immer gleich ist. Aber ich habe auch nichts anderes behauptet oder durchklingen lassen. Trotzdem vielen Dank für die Deutlichmachung.

Hallo,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: hagerj22</i>
<br />Kann Licht wenn es in eine andere Wellenlänge verschoben wird, schneller oder langsamer werden?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Zuerst müsste geklärt werden, was mit der Formulierung "Licht ... in eine andere Wellenlänge verschoben" überhaupt gemeint sein soll. Ich wüsste nicht wie man Licht "verschieben" kann.

Gruß
Michael

Für alle Mitleser, die an dieser Stelle nun langsam aber sicher verwirrt sind [;)]:

Wellen haben sogenannte Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten:
http://de.wikipedia.org/wiki/Phasengeschwindigkeit
http://de.wikipedia.org/wiki/Gruppengeschwindigkeit

Die Phasengeschwindigkeit ist diejenige mit der sich zum Beispiel ein bestimmter Wellenberg einer Welle bewegt. Sie ist in Materie wellenlängenabhängig, diesen Effekt nennt man Dispersion. Dem gegenüber steht die Gruppengeschwindigkeit. Das ist diejenige, mit der die Welle Informationen übertragen kann. Sie ist für alle Wellenlängen gleich und in Materie abhängig vom Brechungsindex.

Schicke ich also ein Signal, zum Beispiel einen Lichtpuls durch ein Medium, dann kann man sich das Dispersionsmaß in etwa wie eine rote Ampel vorstellen. Unser Licht "fährt" mit der Lichtgeschwindigkeit c vor, muß aber "anhalten" (bitte nicht wörtlich nehmen!). Irgenwann fährt es weiter, wieder mit c. Es hat sich aber eine Verspätung eingehandelt. Nun ist unsere Ampel wählerisch. Für Radiostrahlung bleibt sie länger rot als für Röntgenstrahlung, die Radiostrahlung fängt sich also eine größere Verzögerung ein. Trotzdem rauschen sowohl Radiostrahlung als auch Röntgenstrahlung nach Passieren der Ampel mit derselben Geschwindigkeit weiter.

Viele Grüße,
Caro

Hi nochmal,

da mein Posting ganz oben angesprochen wurde, auch von mir nochmal die kurze Präzisierung, dass ich davon ausging dass wir hier von der Lichtgeschwindigkeit als Naturkonstante, sprich der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Lichtwellen im Vakuum, sprechen.

In Materialien kann natürlich die Lichtgeschwindigkeit wellenlängenabhängig sein.

Man sieht das ganz konkret bei der Lichtbrechung. Beispiel: Lichtstrahl tritt in einen Glasblock ein.
Dabei bleibt die Frequenz gleich, aber die Wellenlänge des einfallenden Lichtstrahles ändert sich, im allgemeinen wird sie kürzer. Das kann natürlich nur passieren, weil die Lichtgeschwindigkeit im Glas niederiger ist als in Luft/Vakuum, wo der Strahl herkommt. Da nun die Wellenberge/Täler bei einem gedachten Beobachter im Glasblock mit kürzeren Streckenabständen, aber gleichermassen auch langsamer, vorbeikommen, würde dieser die gleiche Frequenz messen wie ein Kollege im Vakuum.

Viele Grüsse,
DK

Hallo zusammen:
Caro schrieb:
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Unser Licht "fährt" mit der Lichtgeschwindigkeit c vor, muß aber "anhalten" (bitte nicht wörtlich nehmen!). Irgenwann fährt es weiter, wieder mit c.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Genau so ist es! Das "Anhalten" darf man durchaus wörtlich nehmen, die Wechselwirkung mit den Bausteinen des Mediums (Eletronenhülle, Resonanzen) braucht seine Zeit[8D]

Ein Warnung möchte ich dennoch ausprechen:
Anschauliche Modelle sind extrem wichtig, um sich selbst ein Bild zu machen.
Leider aber sehr begrenzt!
Dass die Modelle (Lichtstrahl, Licht als Welle, Licht als Teilchen) so sind wie sie sind, kommt direkt aus der zugrundeliegenden Theorie.
Das wären:
- geometrische Optik
- Elektrodynamik (Maxwell-Gleichungen)
- Quantenelektrodynamik
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrodynamik

Man kann praktisch die gesamte Optik, incl Brechungsgesetz, Reflexion, Beugung,... bis hin zu Tscherenkow Strahlung aus lediglich 4 Maxwell Gleichungen ableiten.
http://de.wikipedia.org/wiki/Tscherenkow-Strahlung

Das sieht praktisch so aus, dass der Herr Professor für jeden noch so simplen Zusammenhang zunächst die 4 Maxwells an die Tafel schrieb, um dann nach mehrmaligen Hin und Rücktransformationen und unter Einsatz von 2kg Kreide und circa 200 Integralzeichen stolz zu verkünden: "So, jetzt stimmt's! Bis auf Pi's, und Vorzeichen - einige von denen könnten sich allerdings kompensiert haben..." Was ham' wir da immer (ehrfürchtig) gelacht[:D]

cs Kai

Im Anfang schuf Gott die Himmel und die Erde.
Und die Erde war wüst und leer, und Finsternis war über der Tiefe; und der Geist Gottes schwebte über den Wassern.
Und Gott sprach:

Und es ward Licht.

[;)]
Marcus

Am Anfang war nichts.
Und Gott sprach "Es werde Licht!".
Und da war immer noch nichts, aber jetzt konnte man es sehen!

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: erik.wischnewski</i>
<br />Hallo Caro,

......
Es stimmt natürlich, dass der zeitliche Abstand der Pulse, also die Periode, unabhängig von der Wellenlänge, immer gleich ist.......
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hallo

wenn Pulse die "Berge" der Welle sein sollen, ist das ein und das selbe wie eine Periode, die Periodenlänge ist die Wellenlänge ,und die ist direkt proportional zur Frequenz, solange man nicht das Medium wechselt.
Dummerweise hat man die Wellenlänge mit einem Längenmaß versehen, besser wäre bestimmt die Zeit als Maßstab.
Aus dieser Verrücktheit mit den Nanometern Wellenlänge entsteht natürlich eine Wellenlängenänderung beim Wechsel in ein anderes Medium, wird die Ausbreitung verlangsamt werden die Wellen natürlich dichter zusammen geschoben damit trotz der langsamen Geschwindigkeit die Frequenz erhalten bleibt. Würde man eine Lichtwelle als Kurve rot leuchtend sehen können könnte man mit dem Zollstock nachmessen. Die Wellenlänge bezieht sich ja auch auf C im Vakuum.

Mit der Übertragungsgeschwindigkeit von Information ist das schon Komplizierter, wenn man einen Berg austastet müsste man schon warten bist die Lücke beim Empfänger ankommt.
Man kann aber Übertragungsgeschwindigkeit auch als Datendichte interpretieren, man kann einen ganzen Berg austasten oder aber auch nur einen Bruchteil seiner Flanke. Bei 68% Amplitude eine Lücke könnte sogar schon eine Information mit einigen 1000bit entsprechen, ähnlich wie der Erzeugung von Schallfrequenzen beim einem CD Player, ist nur die Frage wie Genau man das Signal messen kann um es in möglichst viele Werte zu unterteilen und wie schnell man das schafft.

Nun ist mir aber noch was zusätzlich Verrücktes eingefallen,
schickt man einen roten Lichtstrahl in eine Flüssigkeit welche die Lichtgeschwindigkeit stark abbremmst, müsste der Strahl ja die Wellenlänge von Gelb erreichen, allerdings verlässt er die Flüssigkeit wieder wird es wieder Rot. Wenn man aber mit dem Auge in die Flüssigkeit eintaucht sieht man dann Rot oder Gelb?
Ich vermute mal das die Warnehmung des Auges eher auf die Frequenz reagiert als auf die Wellenlange in nm.
Jetzt können wir auch noch Biologen und Neurologen hinzuziehen[:D]

Gruß Frank

Bevor hier vollends Verwirrung ausbricht:<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: FrankH</i>
wenn Pulse die "Berge" der Welle sein sollen, ist das ein und das selbe wie eine Periode, die Periodenlänge ist die Wellenlänge ,und die ist direkt proportional zur Frequenz, solange man nicht das Medium wechselt.
Dummerweise hat man die Wellenlänge mit einem Längenmaß versehen, besser wäre bestimmt die Zeit als Maßstab.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">1. Es sind Pulse gemeint. Energie an - Energie aus.
2. Eine Wellenlänge ist eine Strecke, eine Frequenz ist eine Zustandsänderung pro Zeiteinheit. Man kann Wellenlängen also _nicht_ mit einem Zeitmassstab abbilden.

Viele Gruesse - Matthias

hmmm,<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: FrankH</i>
Ich vermute mal das die Warnehmung des Auges eher auf die Frequenz reagiert als auf die Wellenlange in nm.
Jetzt können wir auch noch Biologen und Neurologen hinzuziehen[:D]
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">klassischerweise ordnet man Farben immer Wellenlängen zu. Worauf das Auge reagiert, könnte man ja mal unter Wasser selber testen [:D]

*blubb*

Matthias

edit: Unsinn korrigiert:

Das Medium vor der Netzhaut, der "Glaskörper" bleib ja konstant. Also wird das Licht nach allen Brechnungen wie immer ankommen und die selbe Farbe (Wellenlänge/Frequenz) haben.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: FrankH</i>
<br />[quote][i]
Nun ist mir aber noch was zusätzlich Verrücktes eingefallen,
schickt man einen roten Lichtstrahl in eine Flüssigkeit welche die Lichtgeschwindigkeit stark abbremmst, müsste der Strahl ja die Wellenlänge von Gelb erreichen, allerdings verlässt er die Flüssigkeit wieder wird es wieder Rot.
Gruß Frank
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hallo Frank
Das Licht bleibt rot. Uebrigens haben unterschiedliche Wellenlaengen in einer Fluessigkeit bzw. Glas unterschiedliche Lichtgeschwindigkeit. Daher kommt die Dispersion ( Aufspaltung in Spektralfarben) Das Auge reagiert auf die Frequenz, nicht auf die Wellenkaenge. Auch im Glaskoerper verhaelt das sich so. Das Auge ist aber auf die Brechungseigenschaften korrigiert. Das Gehirn rechnet saemtliche Farbabweichungen raus, und andere wie Koma und Verzerrung wie das auf dem Kopf stehen des Bildes auch.
Gruesse marty

(==&gt;)Hager Sepp:
Da geht aber nu etwas durcheinander.
Welle bleibt Welle und hat per se erstmal nix mit freien Elektronen zu tun. Was meinst du damit?

Prinzipiell und das ist ein sehr prinzipielles prinzipiell wenn man so will, ändert sich bei einem elektromagnetischen Vorgang von Kilometerwellenlänge bis Picometer nichts. Bleibt alles, soweit man nichts auf irgendwelchen garstigen Quantenkram hinauswill, durch die schaurig schönen Maxwell-Gleichungen, schaurig weil Elektrodynamik als Studi wirklich hartes Brot ist, beschreibbar. (Das des nu in der Wechselwirkung so extrem unterschiedlich aussieht, ist eine andere Geschichte, fürs erste unter "garstig, Qunantenkram" archiviert)

Wahrnehmbar ist alles im visuellen Spektrum. Was darunter oder darüber liegt, wird nicht wahrgenommen.
Hat man zum Beispiel eine Welle mit Netzfrequenz, was ein sehr sehr sehr kleine Frequenz wäre (50Hz verglichen mit Licht in der Größenordnung 10^14 Hz) würde man nichts wahrnehmen, wenn man sie nicht mit einem physikalischen Effekt in etwas überführen würde, was wieder wahrnhembar ist. (Brummen durch irgendwelche Übertragung in mechanische Schwingung und Welle[Schall])
Licht ist per definitionem der Ausschnitt des el.-mag-Spektrum von 380nm bis 780nm Wellenlänge.

Eine direkte Wahrnehmung á la mechanischem Pendel oder dergleichen ist nicht möglich da wir Menschen keinerlei Sinnesorgane für elektrische und magnetische Felder haben (mal von den Häärchen auf der Haut abgesehen^^). Wir brauchen immer einen Effekt, der die Welle in etwas wahrnehmbares umwandelt.

Welle und Schwingung sind zwar miteinader verwandt, zumindest, was die Mathematik betrifft, aber dennoch auch sehr unterschiedlich, die Schwingung ist allgemein ein zeitlich periodischer Vorgang, während die Welle ein zeitlich UND räumlich periodischer Vorgang ist.

Ein Schwinger, der wie auch immer mit anderen schwingungsfähogen Systemen gekoppelt ist, kann in Schwingung versetzt werden. Wird durch diese Kópplung Energie auf benachbarte Schwinger überbertragen und diese ebenfalls zum Schwingen angeregt, so hat man eine Welle.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: jonny</i>
<br />(==&gt;)Hager Sepp:
Da geht aber nu etwas durcheinander.
Welle bleibt Welle und hat per se erstmal nix mit freien Elektronen zu tun. Was meinst du damit?
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<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hallo,
Mein Physikunterricht ist schon etwas her, aber damals haben wir in verschiedenen Versuchen festgestellt, dass Licht Eigenschaften von beidem hat, sowohl welle als auch Teilchen. Elektron ist natuerlich durch Photon zu ersetzen. Hat sich da irgendwas geaendert?
marty

Ah so war des gemeint!^^
Nein, daran hat sich nichts geändert. Elektromagnetische Strahlung kann vollständig nur durch die Elektrodynamik (klassiche Theorie) und die Quantentherorie beschrieben werden, in der Energie nur portionsweise, in Quanten, übertragen werden kann .

Allerdings sagen beide nichts darüber aus, was es denn nun wirklich IST. Man kann sagen, dass es sich bei Ausbreitung wie eine Welle verhält (drauf geht die ganze makroskpische Optik zurück) und bei der Interaktion mit MAterie Teilchencharakter hat (Photoeffekt)

Wenn man aber anfängt, sich Photonen wie kleine Billidarkügelchen vorzustellen, muss man genau wissen, was man tut. Das kann funktionieren, wie zu Beispiel beim Comptoneffekt, oder auch nicht.

"Freie Photonen" wie freie Teilchen kann es nicht geben, denn dann sind sie Teil einer Welle^^. Die Vorstellungskraft reicht bis heute nicht aus, sich diese beiden Charakterzüge konsistent vereinigt vorzustellen.