Zeitschrift für physikalische Therapie • LICHTTHERAPIE ... - vdms

PHYSIKALISCHES LICHT THEMA
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Lücke zu füllen vermochte. Die Wellentheorie
hatte so ihre Tücken, widersprach sie
doch den Grundgesetzen der Wärmelehre
und des Elektromagentismus. Wärmestrahlen
sind nämlich ebenfalls elektromagnetische
Wellen. Aber da war eben dieser
Konflikt, den es zu lösen galt. Und genau
das gelang Planck. Er brachte auf geniale
Weise diesen anscheinend unlösbaren Widerspruch
unter einen Hut. Seine Antwort
darauf: Die Atome eines strahlenden Körpers
geben ihre Strahlungsenergie in ganz
bestimmten Energiepaketen ab, die man
als Energiequanten oder auch als Photonen
bezeichnet. Seine Formel lautete:
Die Konstante h wird als Planck-Konstante
bezeichnet.
Ein Elektronenvolt ist jene Grösse, d.h.
jene Energie, die einem Elektron zugeführt
werden muss, damit es sich mit Hilfe einer
elektrischen Spannung von 1 Volt im leeren
Raum bewegt.
Albert Einstein verfeinert
Man sieht, das Phänomen Licht wird
mehr und mehr zu einer äusserst komplexen
Angelegenheit der Quantentheorie
und in der Folge zur Quantenmechanik,
der, «ends» aller «ends», die Quantenelektrodynamik
folgte. Es war keine geringerer
als Albert Einstein (1879-1955), der dem
Ganzen oben noch was draufsetzte. Er
übertrug seine Vorstellung der atomistischen
Struktur der Materie auch auf alle
Arten von Strahlungen. Das hiess, dass
nicht nur die Abgabe und Aufnahme von
Strahlungsenergie in Form von Quanten
Reflexe März 2009
Bild 14: Photozelle
erfolgt, sondern dass wir es auch bei der
Strahlung selbst nicht mit einem kontinuierlichen
Energiefluss zu tun haben. Vielmehr
besteht der ganze Energiefluss aus
real existierenden Energiepaketen (Quanten).
Einstein erweckte hiermit die Korpuskelvorstellung
(lat. Corpusculum =
Körperchen) des Lichtes, wie sie ja früher
schon mal bestand, zu neuem Leben. Und
so lässt sich sagen, auch wenn die Frequenzen
der Quanten eine Welleneigenschaft
haben, bleibt ihre Individualität und
ihre genau definierte Energie ein Merkmal
der Teilchen und diese Feststellung bekam
einen Namen Quantenmechanik.
Auf Grund dessen sind Photonen als
kleine elektromagnetische Wellenpakete
zu betrachten, die einerseits Wellen- und
anderseits Korpuskeleigenschaften haben.
Der letzte Beweis dafür erbrachte
die Quantenelektrodynamik. Richard
Feynman (1918-1988) und eine Reihe anderer
begnadeter Physiker lieferten durch
ihre Quantenelektrodynamik das mathematische
Werkzeug, mit dessen Hilfe alle
Probleme des Lichtes und der Strahlung
Quantenenergie = Konstante ✕ Strahlenenergie – E = h·v
h = 0,000 000 000 000 00414 Elektronenvolt ✕ Sekunde
allgemein korrekt und extrem genau ermittelt
werden können. Mittels ihr wurde es
auch möglich, das Wellenmodell (Interferenzen/Beugung)
sowie das Quantenmodell
(Wärmestrahlung und Photoeffekt)
als Grenzfälle des mathematischen Formalismuses
zu erfassen. Diese Grundlagenkenntnisse
sind in der Fernmeldetechnik
und der Optik nicht mehr wegzudenken.
Selbstverständlich wird die exakte Aussage
der Quantenelektrodynamik wie auch alle
anderen Bereiche der Physik erst durch die
Sprache der Mathematik präzise und aussagekräftig.
Ist das Licht entmystifiziert?
Der Mensch mit seinem Ingenium (Fähigkeit/Begabung)
ist dem Licht hinters
Licht gekommen – hat es entmystifiziert.
Hat er das wirklich? Beantwortet man die-
AUTOR
Das menschliche Auge
nimmt nur einen engen
Sequenzbereich allen
Lichtes auf.
se Frage aus naturwissenschaftlicher Perspektive,
so lautet die Antwort ganz sicher
ja. Ganz abgesehen von all den technischen
Errungenschaften, die dadurch erst
möglich wurden. Unser tägliches Leben
ist voll davon: Computer-, TV-, Navigations-,
Photo-, Druck-, Chemie- und Medizinaltechnik.
Elektromagnetische Wellen
– Licht – sind allgegenwärtig. Wie schon
kurz erwähnt, nimmt das menschliche
Auge nur einen engen Sequenzbereich allen
Lichtes wahr. Die Sonne ist zwar eine
der dominantesten Quellen des Lichtes,
doch andererseits sind wir umgeben von
Radio- und TV-Signalen (Wellen), Mikrowellen,
Radar- und Telefonsysteme sowie
elektromagnetischen Wellen, die von
unseren Glühbirnen, der Hitze eines Automotors
ausgehen oder von Blitzen und
vergrabenem radioaktivem Material. Unser
Lebensraum ist voll gepackt mit Lichtwellen.
Und um nochmals auf die zuvor gestellte
Frage zurückzukommen: «Haben
wir das Licht wirklich entmystifiziert?»
Hierzu muss man ehrlich sagen: «Wohl
kaum!» Denn dazu müssten wir in der
Lage sein, die ultimative Antwort auf die
Schöpfung selbst zu geben. l
Dr. Georges C. Spring
Physiker, Pilot und Managementtrainer,
lebt und arbeitet u.a. in Zürich