LEUCHTKÖRPER: EIGENSCHAFTEN UND WIE SIE IHR EIGENES LICHT ERZEUGEN - KÖRPERLICH - 2025

Ein leuchtender Körper wird als jedes natürliche oder unnatürliche Objekt bezeichnet, das sein eigenes Licht aussendet. Dies ist der Teil des elektromagnetischen Spektrums, das für das menschliche Auge sichtbar ist. Das Gegenteil eines leuchtenden Objekts ist ein nicht leuchtendes.

Nicht leuchtende Objekte sind sichtbar, weil sie durch das von leuchtenden Objekten emittierte Licht beleuchtet werden. Nicht leuchtende Körper werden auch beleuchtete Körper genannt, obwohl sie sich nicht immer in diesem Zustand befinden.

Die Sonne, ein leuchtender Körper, der den Himmel und das Meer beleuchtet. Quelle: pixabay

Lichtobjekte sind primäre Lichtquellen, da sie es emittieren, während nicht leuchtende Objekte sekundäre Lichtquellen sind, weil sie die von diesen erzeugten reflektieren.

Beispiele für leuchtende und nicht leuchtende Körper

Leuchtende Objekte

Es gibt Objekte in der Natur, die Licht emittieren können. Diese beinhalten:

- Sonne.

- Die Sterne.

- Lumineszierende Insekten wie Glühwürmchen und andere.

- Die Strahlen.

- Die Aurora Borealis oder Nordlichter.

Das Folgende sind künstliche Leuchtobjekte:

- Glühlampen oder Glühbirnen.

- Die Flamme einer Kerze.

- Leuchtstofflampen.

- LED Lichter.

- Der Bildschirm eines Mobiltelefons.

Nicht leuchtende Objekte

In der Natur gibt es viele Objekte, die selbst kein Licht emittieren, aber beleuchtet werden können:

- Der Mond, der das Sonnenlicht reflektiert.

- Die Planeten und ihre Satelliten, die auch das Sonnenlicht reflektieren.

- Bäume, Berge, Tiere reflektieren das Licht des Himmels und der Sonne.

- Der blaue Himmel und die Wolken. Sie sind aufgrund der Streuung des Sonnenlichts sichtbar.

Die künstliche Leuchtkörperbirne, die unsere Nächte beleuchtet. Quelle: pixabay

Eigenschaften von Leuchtkörpern und deren Licht

Das Hauptmerkmal von Leuchtkörpern ist, dass das Licht, mit dem wir sie sehen können, vom Objekt selbst erzeugt wird.

Wir können Menschen und Gegenstände dank des Lichts sehen, das von natürlichen oder künstlichen Leuchtkörpern ausgestrahlt wird. Und auch, weil die Natur uns mit den Sehorganen ausgestattet hat.

Ohne leuchtende Körper ist es unmöglich, alles zu sehen, was uns umgibt. Wenn Sie jemals völlige Dunkelheit erlebt haben, dann wissen Sie, wie wichtig leuchtende Körper sind.

Das heißt, ohne Licht gibt es keine Vision. Das menschliche und tierische Sehen ist die Wechselwirkung zwischen dem von Leuchtkörpern emittierten und dem von nicht leuchtenden Körpern reflektierten Licht mit unseren Lichtsensoren im Auge und mit unserem Gehirn, wo das Bild schließlich konstruiert und interpretiert wird.

Sehen ist möglich, weil sich das von Objekten emittierte oder reflektierte Licht durch den Raum bewegt und unsere Augen erreicht.

Photonen

Ein Photon ist die kleinste Lichtmenge, die ein Leuchtkörper emittieren kann. Photonen werden von Atomen leuchtender Körper emittiert und von nicht leuchtenden reflektiert oder gestreut.

Sehen ist nur möglich, wenn einige dieser emittierten, gestreuten oder reflektierten Photonen unsere Augen erreichen, wo sie eine elektronische Erregung an den Enden des Sehnervs erzeugen, die einen elektrischen Impuls zum Gehirn übertragen.

Wie erzeugen Leuchtkörper Licht?

Die Photonen werden von den Atomen der Leuchtkörper emittiert, wenn sie so angeregt wurden, dass die Elektronen der Atomorbitale in Zustände höherer Energie übergehen, die später in Zustände niedrigerer Energie mit der daraus resultierenden Emission von Photonen zerfallen.

Jeder Körper wird, wenn seine Temperatur erhöht wird, ein Lichtemitter. Ein Metallstück bei Raumtemperatur ist ein nicht leuchtender Körper, aber bei 1000 Grad Celsius ist es ein leuchtender Körper, da die Elektronen höhere Niveaus einnehmen und beim Zerfall auf niedrigere Niveaus Photonen im Bereich des sichtbaren Spektrums emittieren.

Dies geschieht auf atomarer Ebene mit allen Leuchtkörpern, sei es die Sonne, die Flamme einer Kerze, der Faden einer Glühbirne, die Atome des fluoreszierenden Pulvers der Energiesparlampe oder die Atome der LED-Diode der neueste künstliche Lichtkörper.

Was von Fall zu Fall unterschiedlich ist, ist der Anregungsmechanismus für Elektronen, die auf atomare Ebenen höherer Energie gelangen und dann Photonen zerfallen und emittieren.

Wir sehen nur die Vergangenheit

Das Sehen ist nicht augenblicklich, da sich das Licht mit einer endlichen Geschwindigkeit bewegt. Die Lichtgeschwindigkeit in Luft und im Vakuum liegt in der Größenordnung von 300.000 Kilometern pro Sekunde.

Photonen von Licht, die die Oberfläche der Sonne verlassen, brauchen 8 Minuten und 19 Sekunden, um unsere Augen zu erreichen. Und die von Alpha Centauri, unserem nächsten Stern, emittierten Photonen brauchen 4,37 Jahre, um unsere Augen zu erreichen, wenn wir in den Himmel schauen.

Die Photonen, die wir mit bloßem Auge oder durch ein Teleskop in der Andromeda-Galaxie beobachten können, die unserer eigenen am nächsten kommt, werden vor 2,5 Millionen Jahren von dort entstanden sein.

Selbst wenn wir den Mond sehen, sehen wir einen alten Mond, denn wir sehen ein Bild von vor 1,26 Sekunden. Und das Bild der Spieler eines Fußballspiels, das wir 300 Meter von den Spielern entfernt auf der Tribüne sehen, ist ein altes Bild von einer Millionstel Sekunde in der Vergangenheit.

Dualität des Lichts

Nach den am meisten akzeptierten Theorien ist Licht eine elektromagnetische Welle, ebenso wie Radiowellen, Mikrowellen, mit denen Lebensmittel gekocht werden, Mikrowellen von Mobiltelefonen, Röntgenstrahlen und ultraviolette Strahlung.

Licht ist jedoch eine Welle, aber es besteht auch aus Teilchen, die Photonen genannt werden, wie wir bereits erwähnt haben. Licht hat dieses duale Verhalten, das in der Physik als Welle-Teilchen-Dualität bekannt ist.

Alle Arten von elektromagnetischen Wellen unterscheiden sich in ihrer Wellenlänge. Der Teil des elektromagnetischen Spektrums, den das menschliche Auge wahrnehmen kann, wird als sichtbares Spektrum bezeichnet.

Das sichtbare Spektrum entspricht einem engen Bereich des elektromagnetischen Spektrums zwischen 0,390 Mikrometer und 0,750 Mikrometer. Dies ist die charakteristische Größe eines Protozoen (Amöbe oder Paramecium).

Unterhalb des sichtbaren Spektrums in Wellenlänge haben wir ultraviolette Strahlung, deren Wellenlänge mit der Größe organischer Moleküle vergleichbar ist.

Über dem sichtbaren Spektrum befindet sich Infrarotstrahlung, deren Größe mit der Nadelspitze vergleichbar ist. An der Spitze dieser Nadel können 10 bis 100 Protozoen passen, dh 10 bis 100 Wellenlängen des sichtbaren Spektrums.

Im Gegensatz dazu haben Mikrowellen Wellenlängen zwischen Zentimetern und Metern. Radiowellen haben Längen von Hunderten von Metern bis zu Tausenden von Metern. Röntgenstrahlen haben Wellenlängen, die mit der Größe eines Atoms vergleichbar sind, während Gammastrahlen Wellenlängen haben, die mit dem Atomkern vergleichbar sind.

Farben und sichtbares Spektrum

Das sichtbare Spektrum umfasst die Vielfalt der Farben, die in einem Regenbogen oder in auf einem Glasprisma gestreutem Sonnenlicht unterschieden werden können. Jede Farbe hat eine Wellenlänge, die in Nanometern ausgedrückt werden kann, was einem Millionstel Millimeter entspricht.

Das Lichtspektrum und seine Wellenlängen in Nanometern (nm) vom höchsten zum niedrigsten sind wie folgt:

- Rot. Zwischen 618 und 780 nm.

- Orange. Zwischen 581 und 618 nm.

- Gelb. Zwischen 570 und 581 nm.

- Grün. Zwischen 497 und 570 nm.

- Cyan. Zwischen 476 und 497 nm.

- Blau. Zwischen 427 und 476 nm.

- Violett. Zwischen 380 und 427 nm.

Der leuchtende schwarze Körper, Energie und Schwung

Licht hat Energie und Impuls. Jede Farbe im sichtbaren Spektrum entspricht Photonen unterschiedlicher Energie und unterschiedlichen Impulses oder Impulses. Dies war den Pionieren der Quantenphysik wie Max Planck, Albert Einstein und Louis De Broglie bekannt.

Max Planck entdeckte, dass Lichtenergie in Paketen oder Quanten vorliegt, deren Energie E in Joule gemessen wird und gleich dem Produkt einer Grundkonstante der Natur ist, die als Plancksche Konstante bekannt ist und mit dem Buchstaben h und der Frequenz f in bezeichnet wird Hertz.

E = h ∙ f

Diese Entdeckung wurde von Planck gemacht, um das Strahlungsspektrum eines Leuchtkörpers zu erklären, der nur Strahlung emittiert, aber keinen reflektiert, der als "schwarzer Körper" bekannt ist und dessen Emissionsspektrum sich je nach Temperatur ändert.

Die Plancksche Konstante ist h = 6,62 × 10 ^ -34 J * s.

Aber es war Albert Einstein, der zweifellos bestätigte, dass Licht Photonen mit Energie sind, die nach der Planckschen Formel gegeben wurde, als einzige Möglichkeit, ein Phänomen zu erklären, das als photoelektrischer Effekt bekannt ist, bei dem ein mit Licht beleuchtetes Material Elektronen emittiert. Für diese Arbeit erhielt Einstein den Nobelpreis.

Aber das Photon hat wie jedes Teilchen und obwohl es keine Masse hat, einen Impuls oder Impuls, der durch eine Beziehung gegeben wird, die Louis De Broglie im Rahmen der Welle-Teilchen-Dualität der Photonen- und Quantenobjekte entdeckt hat.

Die De-Broglie-Beziehung besagt, dass der Impuls p des Photons gleich dem Quotienten der Planckschen Konstante h und der Wellenlänge λ des Photons ist.

P = h / λ

Die Farbe Rot hat eine Wellenlänge von 618 × 10 ^ -9 m und eine Frequenz von 4,9 × 10 ^ 14 Hz, sodass die Energie eines Photons 3,2 × 10 ^ -19 J und sein Impuls 1,0 beträgt × 10 ^ -27 kg * m / s.

Am anderen Ende des sichtbaren Spektrums ist violett mit einer Wellenlänge von 400 × 10 ^ -9 m und einer Frequenz von 7,5 x 10 ^ 14 Hz, so dass die Energie eines Photons 4,9 × 10 ^ -19J beträgt und sein Impuls beträgt 1,7 × 10 ^ -27 kg * m / s. Aus diesen Berechnungen schließen wir, dass Violett mehr Energie und mehr Impuls als Rot hat.

Verweise

1. Tippens, P. 2011. Physik: Konzepte und Anwendungen. 7. Auflage. Mac Graw Hill. 262-282.
2. Wikipedia. Sichtbares Spektrum. Von wikipedia.com wiederhergestellt
3. Wikipedia. Elektromagnetisches Spektrum. Von wikipedia.com wiederhergestellt
4. Wikipedia. Lichtquelle. Von wikipedia.com wiederhergestellt
5. Wikibooks. Physik, Optik, Natur des Lichts. Wiederhergestellt von: es.wikibooks.org