Hoher Kontrast

© links) versus zac

Egal, wie trüb: Licht hat immer gleiche Wegstrecke

Bewegung bei klarer Sicht geradlinig und bei milchigem Zustand zackig, so die TU Wien.

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Wien - Licht legt in einem Objekt, wie zum Beispiel Milch, immer dieselbe Wegstrecke zurück - ganz egal, wie durchsichtig oder undurchsichtig dieses ist. Es dringt ein Stück ein, wird dann an den winzigen Partikeln in der Flüssigkeit mehrfach gestreut und verlässt das Glas dann wieder; die Streuung des Lichts ist für die weiße Farbe der Milch verantwortlich. Das haben Forscher der Technischen Universität Wien zwar vor Jahren schon theoretisch vorhergesagt, nun aber auch experimentell nachgewiesen.

 

Länge bleibt stets gleich

 

Die Bahnen, auf denen Licht die Milch durchquert, hängt davon ab, wie durchsichtig oder undurchsichtig die Flüssigkeit ist. Eine klare Substanz wird auf ziemlich direktem Weg vom Licht durchdrungen, in sehr trüben Substanzen kann das Licht auf komplizierten, zackigen Bahnen immer und immer wieder abgelenkt werden. Doch die mittlere Länge der Wege, die das Licht dabei durchschnittlich zurücklegt, bleibt erstaunlicherweise immer gleich.

 

"Ein vereinfachtes Bild von diesem Phänomen können wir uns machen, wenn wir uns das Licht als Strom kleiner Teilchen vorstellen. Die Bahnen der Lichtteilchen in der Flüssigkeit hängen natürlich davon ab, auf wie viele Hindernisse sie dort treffen", so der Wiener Forscher Stefan Rotter. In einer klaren, völlig durchsichtigen Flüssigkeit würden sich Lichtteilchen geradlinig bewegen, bis sie auf der gegenüberliegenden Seite die Flüssigkeit verlassen. In einer trüben Flüssigkeit seien die Bahnen komplizierter. Der durchschnittliche Weg bleibe aber gleich lang.

 

Experiment mit Nanoteilchen

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Im Experiment wurde Wasser in ein Reagenzglas gefüllt und mit Nanopartikeln vermischt. Je mehr Nanopartikel das Wasser enthält, umso häufiger wird das Licht auf dem Weg durch die Probe gestreut und umso milchig-trüber erscheint die Flüssigkeit. "Wenn Licht durch diese Flüssigkeit geschickt wird, dann ändert sich die Streuung fortwährend, weil sich die Nanopartikel im Wasser bewegen. Dadurch entsteht ein Glitzern auf der Oberfläche des Reagenzglases. Wenn man dieses genau vermisst und analysiert, kann man daraus auf die Weglänge schließen, die das Licht in der Flüssigkeit zurückgelegt hat", verdeutlicht Rotter.

 


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