Natur und Eigenschaften des Lichts, seine Wechselwirkung mit Materie

Auszug

Wir hatten in Kap. 26 die elektromagnetischen Wellen kennengelernt, die ihren Ursprung in oszillierenden Ladungen und Strömen haben. Mit hochfrequenztechnischen Mitteln hatten wir kohärente, monochromatische Mikrowellen mit Wellenlängen im Bereich von Zentimetern erzeugt und damit alle typischen Wellenerscheinungen zeigen können wie Reflexion, Brechung, Beugung etc. Außerdem haben wir die Polarisation elektromagnetischer Wellen demonstriert und daraus ihren transversalen Charakter bewiesen (s. Versuch 26.5). Daß auch sichtbares Licht, das einen Wellenlängenbereich

$$ 0,4 \mu m \lesssim \lambda \lesssim 0,8 \mu m $$

abdeckt, elektromagnetischer Natur ist, war nach der Entdeckung der von Maxwell vorausgesagten elektromagnetischen Wellen durch Hertz nicht mehr von der Hand zu weisen. Auch der exakte Zusammenhang

$$ c_0 = \frac{1} {{\sqrt {\varepsilon _0 \mu _0 } }} $$

(27.1)

zwischen der Vakuumlichtgeschwindigkeit c₀ und den elektromagnetischen Konstanten ε₀, μ ₀ legte diesen Schluß nahe. Andererseits könnten sich auch andere Wellentypen mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Gravitationswellen würden dies z.B. tun. (Allerdings kennen wir deren Eigenschaften bisher fast nur aus der allgemeinen Relativitätstheorie. Der einzige experimentelle Hinweis stammt aus der langjährigen Beobachtung eines Doppel-Stern-Systems, dessen Umlaufperiode als Folge der Abstrahlung von Gravitationsenergie langsam abnimmt (Nobelpreis 1993).)