Hallo Sepp!
Die Frage, was so etwas Fundamentales wie Licht ist, kann man vermutlich
gar nicht beantworten. Die Physik beschränkt sich daher darauf
zu beschreiben, wie sich Licht verhält, um Vorhersagen machen zu
können. Zum Verhalten kann man einige Dinge mal festhalten:
1) Licht transportiert Energie.
2) Licht kann mit elektrisch geladenen Teilchen wechselwirken.
Materie besteht aus elektrisch geladenen Teilchen (Protonen, Elektronen),
daher kann Licht mit Materie wechselwirken.
3) Sein Verhalten kann zum Teil als Welle beschrieben werden.
(genauer gesagt als elektromagnetische Welle)
4) In einigen Fällen verhält es sich wie ein Teilchen (Photon). Das fällt
besonders auf, wenn Licht mit Materie in Wechselwirkung tritt.
Um all diese Eigenschaften unter einem Hut zu bringen, bedient
man sich mathematischer Modelle, die das Verhalten von Licht
gut beschreiben, aber gleichzeitig sehr unanschaulich sind.
Die umfassenste Beschreibung bietet die Quantenelektrodynamik (QED).
Der Qualität nach ist diese Theorie nicht etwa eine Näherung,
sie ist eine der exaktesten Naturbeschreibungen, die Menschen
jemals hervorgebracht haben.
Die Evolution hat uns mit einem Vorstellungsvermögen "ausgestattet",
das in unserer Alltagswelt recht brauchbar ist, sich bei Atomen und
Photonen aber recht schwer tut. Man hilft sich dann so, dass
gewisse Aspekte der mathematischen Modelle mit Vorstellungsbildern
veranschaulicht werden, wie eben Welle und Teilchen.
Ich möchte aber das, was flatratte und Scorpio bereits weiter oben
geschrieben haben nochmals unterstreichen.
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"> flatratte:
Das Problem ist wohl eher ein sprachliches. Die Worte 'Welle' und 'Teilchen'
aus der makroskopischen Welt sind nicht identisch bez. ihrer Bedeutung in der
atomaren. Für die Wellen/Teilchen-Eigenschaft der subatomaren Welt gibt es in
der makroskopischen keine Entsprechung, dennoch werden die gleichen Worte gebraucht.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Scorpio:
Ich würde eher sagen, Licht ist keins von beidem. Das sind beides nur
mathematische Modelle oder Modellvorstellungen, mit denen wir das
Beobachtete beschreiben können.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Es wäre gefährlich, wenn man ausgehend von der Aussage "Licht ist Welle und Teilchen"
den Versuch unternehmen würde, sich ein Modell zu basteln, wo man diesen vermeintlichen
Wiederspruch unter einem Hut bringen will. Nur aus Experimenten dürfen die
Eigenschaften von Licht bestimmt werden:
D.h. der Wellencharakter des Lichts zeigt sich z.B. schön durch
die Interferenzerscheinungen beim Doppelspaltexperiment. Der Teilchencharakter
tritt z.B. bei der Wechselwirkung Licht-Materie hervor. (z.B. Photonenzähler)
Damit will ich sagen: Die "Bilder" Welle und Teilchen helfen einem, dem abstrakten
mathematisch Formalismus ein bisschen Anschaulichkeit zu geben, sollten aber niemals
überbewertet werden.
Es kann auch durchaus sinnvoll sein, sich bei der Beschäftigung mit einem bestimmten
Lichtphänomen sich nur eines der beiden Vorstellungbilder zu bedienen, es muß
nur jeweils das richtige sein.
Ein Beispiel:
Die Ausbreitung von Licht ist seit der 2.Hälfte des 19. Jahrhunderts sehr gut verstanden.
Die aus den Maxwell Gleichungen folgende Wellengleichung beschreibt die
Lichtausbreitung vom Stern bis zur Bildentstehung im Fokus des Fernrohrs. All das
kann man sich getrost als Welle vorstellen ohne an den Teilchencharakter denken
zu müssen. Aus dieser Wellengleichung folgt, dass Lichtwellen linear überlagerbar
sind, d.h. einander nicht stören, zumindest im Vakuum, in Materie (z.B. Glas) wenn
die Lichtstärke nicht enorm hoch ist und wenn die Wellenlänge nicht extrem kurz ist.
Im letztgenannte Fall (z.B. extrem kurzwellige und damit hochenergetische Gammastrahlung) kann es zu Photon-Photon Streuung kommen. Das wird durch die seit den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts entwickelte QED beschrieben. Das ist aber völlig irrelevant für Optik im visuellen Bereich.
BTW, es gibt ein ausgezeichnetes Büchlein, welches fast ohne Mathematik auskommt, aus
welchem man sehr viel über die Natur des Lichts lernen kann:
QED, Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie
von Richard P. Feynman
http://www.amazon.de/exec/obid…5588043?tag=astrotreff-21
M.f.G.,
Robert
