Licht

Das Licht stellt einen Teil der elektromagnetischen Strahlung dar. Diese Strahlung entsteht bei der Übertragung von Energie und ist praktisch universell existent. Die Übertragung findet durch Photonen oder Wellen statt. Da diese Strahlung je nach Energiemenge und Frequenz unterschiedliche Eigenschaften aufweist, bezeichnet man die gesamte Strahlung auch als Spektrum. In den höheren Bereichen (z.B. Röntgenstrahlung) findet die Übertragung durch Photonen, also Teilchen statt, während bei niedrigen Bereichen (Radiowellen) eher die Wellenform auftritt. Das Licht ist der für den Menschen sichtbare Teil der elektromagnetischen Strahlung. Manche Tiere z.B. reichen mit ihren Wahrnehmungsfähigkeiten auch in die benachbarten Bereiche des Ultraviolett (UV) oder des Infrarots hinein. Die üblicherweise sichtbare Wellenlänge der menschlichen Wahrnehmung bewegt sich im Bereich zwischen 400 und 780 Nanometern (nm), ist jedoch vom Alter und verschiedenen anderen Faktoren abhängig.

Die jeweilige Wellenlänge der Lichtstrahlen bestimmt auch über die Farbwahrnehmung des Menschen. Sie reicht von den kürzeren Wellen von ca. 400 nm mit Violett über die mittleren bei ca. 580 nm und Gelb bis hin zu den längeren Wellen mit rund 700 nm, die wir als Rot wahrnehmen. Die hauptsächliche Quelle für das Licht auf der Erde entstammt den elektromagnetisch wirksamen Vorgängen auf der Sonne. Das von den Menschen erzeugte künstliche Licht erreicht meist nicht die Stärke, erhellt jedoch die Umgebung mit ganz verschiedenen Intensitäten und Wirkungen. Denn das Licht ermöglicht nicht nur die optische Wahrnehmung des Menschen, sondern hat auch vielfältige biologische Auswirkungen z.B. auf bestimmte lichtempfindliche Zelltypen. Diese senden je nach Lichteinfall Botenstoffe durch den Körper, die z.B. den Hormonhaushalt und den Tag-Nacht-Rhythmus im Körper steuern.

Licht hat als zentraler Baustein des Lebens auf der Erde einen entscheidendes Einfluss auf viele biochemische Vorgänge so z.B. als Auslöser der Photosynthese beim Wachstum der Pflanzen. Das Licht hat verschiedenste physikalische Eigenschaften, von denen die Lichtfarbe und die Lichtgeschwindigkeit wohl die bekanntesten sind. Während die Lichtfarbe von der spektralen Zusammensetzung des Lichts bestimmt wird, ist die höchste erreichbare Lichtgeschwindigkeit im Vakuum eine der wenigen absoluten Konstanten. Mit knapp 300.000 Kilometer in der Sekunde ist sie ein physikalischer Grenzwert und wird z.B. zum Ausdruck von astronomischen Entfernungen verwendet. Die Lichtstrahlen im sichtbaren Spektrum können jedoch durch Materie bzw. feste Körper abgelenkt, gebrochen, verlangsamt und sogar absorbiert werden. Das menschliche Sehen wird durch eine Zellreaktion im Auge ermöglicht. Ein bestimmtes Molekül in den Stäbchen-Zellen im Auge enthält ein Pigment, das bei der Absorbierung der Lichtphotonen zerfällt. Mit dem darauffolgenden Prozess wird ein elektrisches Signal ausgelöst. Dieses wird weitertransportiert und verursacht letztendlich mit der Vielfalt unterschiedlicher Signale die Entstehung eines Bildes, das ans Gehirn weitergeleitet wird.