4 Fragen zu Lichtstreuung

Lichtstreuung bezeichnet den Prozess, bei dem Lichtstrahlen in verschiedeneungen abgelenkt werden, wenn sie auf Partikel oder unregelmäßige Oberflächen treffen. Dies kann durch verschiedene Mechanismen geschehen, wie zum Beispiel Rayleigh-Streuung, Mie-Streuung oder Tyndall-Streuung. Lichtstreuung ist verantwortlich für Phänomene wie den blauen Himmel, die Farben von Regenbögen und die Sichtbarkeit von Staub oder Nebel in der Luft.

Ramanstreuung ist ein physikalischer Effekt, bei dem Licht von Molekülen gestreut wird und dabei seine Energie ändert. Dies geschieht, wenn ein Photon mit einem Molekül interagiert und entweder Energie an das Molekül abgibt oder von ihm aufnimmt. Diese Energieänderung führt zu einer Verschiebung der Wellenlänge des gestreuten Lichts, die als Raman-Verschiebung bezeichnet wird. Die Ramanstreuung wird in der Raman-Spektroskopie genutzt, um Informationen über die molekulare Struktur, chemische Bindungen und Wechselwirkungen in einer Probe zu erhalten. Sie ist besonders nützlich in der Chemie und Materialwissenschaft, da sie nicht-destruktiv ist und detaillierte Informationen auf molekularer Ebene liefern kann.

Der Himmel erscheint tagsüber blau, weil das Sonnenlicht auf dem Weg durch die Erdatmosphäre gestreut wird. Sonnenlicht besteht aus vielen Farben, die zusammen weiß erscheinen. Die Moleküle und kleinen Partikel in der Atmosphäre streuen das kurzwellige blaue Licht viel stärker als das langwellige rote Licht. Deshalb erreicht uns aus allen Richtungen mehr blaues Licht – der Himmel wirkt blau. Dieses Phänomen nennt man **Rayleigh-Streuung**. Bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang steht die Sonne tief am Horizont. Das Licht muss einen viel längeren Weg durch die Atmosphäre zurücklegen. Dabei wird das blaue Licht so stark gestreut, dass es uns kaum noch erreicht. Das langwelligere rote und orange Licht wird weniger gestreut und dominiert deshalb die Farben am Himmel. Deshalb erscheinen Sonnenaufgänge und Sonnenuntergänge oft rot oder orange.

Bei Nebel sieht man wenig oder fast nichts, weil winzige Wassertröpfchen in der Luft schweben. Diese Tröpfchen streuen das Licht in alle Richtungen, sodass es nicht mehr geradlinig von einem Objekt zum Auge gelangt. Dadurch wird das Licht „zerstreut“ und die Sichtweite stark eingeschränkt – alles wirkt verschwommen oder „milchig“. Je dichter der Nebel, desto mehr Licht wird gestreut und desto schlechter kann man sehen.