Grundlagen der Wellenoptik

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Schon Christian Huygens (1629 bis 1695, holländischer Mathematiker und Physiker) vertrat die An-sicht, daß das Licht eine sich ausbreitende Welle mit sehr großer Ausbrei- tungsgeschwindigkeit und sehr kleiner Wellenlänge ist. Da er keine experimentellen Be- weise bringen konnte, setzte sich seine Ansicht, aber nicht gegen die von Newton (1642 bis 1727) vertretene Korpuskulartheorie durch, nach der das Licht aus kleinen Partikel- chen bestehen sollte. Erst als Young und Fresnel 100 Jahre später die Wellennatur des Lichts experimentell nachweisen konnten, fand die Wellentheorie allgemeine Anerken- nung. Bei Wechselwirkung mit kleinen Teilchen (Atomen, Elektronen) zeigt das Licht aber auch Eigenschaften, die auf eine Teilchenstruktur des Lichts schließen lassen.

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes beträgt fast genau 300000 km/s. Sie ist die größte Ge-schwindigkeit, die in der Physik auftritt. Bei allen irdischen Messungen ist die Zeit zwischen dem Abgang und dem Auftreffen eines Lichtstrahles so klein, daß man sie immer vernachlässigen darf. Im Weltall sind aber die Entfernungen so groß, daß merkliche Lichtzeiten auftreten: Der Lichtstrahl braucht von der Sonne zur Erde 8 1/3 Minuten; von den Fixsternen erhalten wir das ausgesandte Licht erst nach Jahren, von fernen Spiralnebeln erst nach Millionen von Jahren. Man kann so bei-spielsweise sagen, daß verglühte Sterne (Supernoven), von denen wir das Licht sehen, schon sehr lange nicht mehr existieren, wenn sie weit von der Erde entfernt sind. Die Wellenlänge des sichtbar-en Lichts beträgt 380nm bis 780nm. Je nach Größe der Wellenlänge erscheint uns das Licht in verschiedenen Farben.

Es gibt auch Strahlen, deren Wellenlänge länger als 780nm sind; das menschliche Auge kann sie aber nicht mehr empfinden. Das längerwellige Licht ( 780nm) bezeichnet man als Infrarot, das kürzerwellige (380nm) als Ultraviolett. Infrarotstrahlen erzeugen be- sonders Wärmewirkungen, Ul-traviolettstrahlen sind vor allem chemisch (fotografisch) wirksam