Wie das Licht die Welt verbessert

Licht, das kennt doch jeder. Es leuchtet hell, kann Wärme spenden oder zur Energiegewinnung genutzt werden. Aber was ist Licht überhaupt genau? In welchen Gebieten wird es gezielt eingesetzt? Oder wie kann Licht helfen Hunger und Armut zu bekämpfen oder sogar die Bildung unterstützen? Auf all diese Fragen – und ihre Antworten – möchte die UNESCO mit dem 1. Internationalen Tag des Lichts am 16. Mai  2018 aufmerksam machen.

Der Internationale Tag des Lichts ist eine weltweite Initiative, die die Aufmerksamkeit auf die Rolle des Lichts in der Wissenschaft, Kunst und Kultur, Bildung, nachhaltigen Entwicklung und in weiteren Feldern wie der Medizin, Kommunikation und Energie lenken möchte. Dazu hat die UNESCO (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization) eine breite Palette an Veranstaltungen in verschiedenen Ländern ins Leben gerufen. Der Hauptschauplatz dieses Jahr befindet sich in Paris. In dem Fontenoy Building, dem Hauptsitz der UNESCO, treffen viele verschiedene Felder wie Wissenschaft, Kunst und Entwicklung in Form von Vorträgen und Darbietungen rund um das Thema Licht aufeinander.

Warum findet der Tag des Lichts am 16. Mai statt?
Am 16. Mai 1960 erfand der US-amerikanische Physiker Theodore Herold Maiman den ersten funktionierenden Rubinlaser. Die Fachzeitschrift NATURE veröffentlichte schließlich im August 1960 eine Beschreibung des Gerätes, was dazu führte, dass der Laser von Maiman schnell und in vielen Abwandlungen von anderen Wissenschaftlern nachgebaut wurde. 1962 gründete er seine eigene Firma Korad Corporation, da er sich von seinem damaligen Arbeitgeber in der Weiterentwicklung des Lasers nicht gut genug unterstützt gefühlt hatte. Am 14. November 1967 erhielt er das US-amerikanische Patent auf seine Erfindung.

 

Was ist Licht überhaupt?

Licht ist nichts anderes, als Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung, die von einer strahlenden Quelle, wie zum Beispiel der Sonne oder einer Lampe, ausgestrahlt wird. Diese Strahlung breitet sich in Wellen aus, ähnlich wie Wasser, wenn ein Stein hineingeworfen wird. Die elektromagnetische Strahlung kann verschiedene Wellenlängen haben. Doch nur ein kleiner Teil, Wellenlängen zwischen 400 und 700 Nanometern, kann von dem menschlichen Auge wahrgenommen werden. Der größte Teil, wie Röntgen- und Gammastrahlen, ist für den Menschen nicht zu erkennen.

Licht - Welle oder Teilchen?
Das Phänomen der Interferenz beweist den Wellencharakter des Lichts. Andere Versuche zeigen jedoch, dass Licht aus winzigen Teilchen, den Photonen besteht. Beide Modelle sind in der Wissenschaft anerkannt und werden je nach Situation angewendet. Licht ist also sowohl Welle, als auch Teilchen. Mit diesem Dualismus hatte die Physik lange Zeit einige Probleme, die sich aber schließlich mit dem Aufkommen der Quantenphysik lösen ließen. Vereinfacht gesagt reist Licht als Welle und kommt als Teilchen an.

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Licht in Wissenschaft und Technik

Von Gammastrahlen bis zu Radiowellen: das Spektrum des Lichts unterstützt sowohl weite, als auch kurze Wellenstrecken. Von dem Ursprung des Universums bis zu den heutigen Technologien hat Licht immer eine wichtige Rolle gespielt. Licht-basierte Technologien sind sowohl in der Medizin, als auch in der Kommunikation und weiteren Bereichen relevant. In der Medizin ist Licht bereits seit vielen Jahren ein wichtiges Hilfsmittel.

Bevor es Laser gab, wurde bei Netzhautablösungen bereits stark gebündeltes Licht verwendet, um die Netzhaut im Auge wieder anzuschweißen. Operationen können mithilfe von kleinen Lämpchen an den Geräten durchgeführt werden. Mit einem Laser lässt sich genauer schneiden als mit einem Skalpell und mit Laserlicht lässt sich Gewebe auch wieder verschweißen. Mikroskope funktionieren ebenfalls mit Licht – und tragen dazu bei, dass neue und alte Erkrankungen identifiziert und behandelt werden können.

Sogar Datenübertragung kann mithilfe von Licht funktionieren. Hier handelt es sich um die sogenannte optische Kommunikation.  Die Daten werden dabei in verschiedenen Lichtfrequenzen übertragen. Das Frequenzspektrum reicht dabei vom sichtbaren Licht, bis zum nahen und mittleren Infrarot. Auf der Erde werden die Daten dann mittels Lichtwellenleitern in Glasfasernetzen übertragen. Ein noch nicht ganz ausgereifter Bereich bildet die optische Freiraumkommunikation. Dort werden Daten mit einem Laserstrahl über große Entfernungen durch den freien Raum, also nicht fasergebunden und ohne Kabel übertragen.

Licht in der nachhaltigen Entwicklung 

Im Rahmen des Tages des Lichts hat sich die UNESCO insgesamt siebzehn Ziele gesteckt, die mithilfe von Licht erreicht werden können. Darunter fallen beispielsweise: kein Hunger, keine Armut, gute Gesundheit und Verbesserung von Bildung. Der Nahrungs- und Ackerbausektor bildet einen Grundstein für die Versorgung der Bevölkerung. In vielen Entwicklungsländern ist die Agrarkultur außerdem essenziell für das gesamte Land und ist ein lang andauernder Schlüsselfaktor für die Entwicklung.

Lichtbasierte Technologien können weiterhelfen, die Agrarwirtschaft entscheidend zu verbessern. Laser- und Bildsensoren an Pflanzen können neue Böden erschließen oder die Ernte verdichten. Daten über die Reflexionen von Pflanzen können Hinweise auf den Nitrogengehalt dieser geben. Durch die größere Informationsmenge kann effizienter und erfolgreicher angebaut werden und Bauern und Arbeiter können mehr verdienen. Mit dem richtigen Licht können bestimmte Pflanzen auch in geschlossenen Räumen und damit das ganze Jahr über wachsen. All diese Faktoren helfen besonders den Entwicklungsländern, im weltweiten Vergleich weiter aufzuschließen. Der verbesserte Anbau und die daraus resultierende stärkere Wirtschaft tragen dabei automatisch zum Kampf gegen Unterernährung und Hunger bei.  Dies führt dazu, dass es der Bevölkerung gesundheitlich besser geht, sowohl physisch als auch psychisch.

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Licht in Kultur und Bildung 

Auch auf die Schnittstellen von Licht mit Kultur und Bildung möchte die UNESCO mit dem Tag des Lichts aufmerksam machen. Licht wirkt in vielen verschiedenen Feldern als Anregung für neue Ideen. Daher ist es auch gut geeignet um wissenschaftliche Bildung, besonders bei Kindern, interessanter zu machen. Bildungseinrichtungen auf der gesamten Welt nutzen lichtbasierte Wissenschaften und Technologien um Wissen zu vermitteln und Interesse zu wecken.

Auch die menschliche Kultur ist seit jeher von Licht beeinflusst. Besonders die Sprache und die Bildwelt sind von Eindrücken des Lichts geprägt. Viele Metaphern und Symbole sind von Licht beherrscht. In den meisten Kulturen waren Licht und Sonne, neben anderen Naturgewalten, maßgeblich an den Ideen für die Gestaltung beteiligt. Hell und Dunkel symbolisieren Gegensätze wie gut und böse schon seit langer Zeit.

Auch heute noch hat Licht einen bedeutenden Einfluss sowohl auf die bildliche Kunst, als auch auf Musik, Literatur und das menschliche Denken.

Ziele des Tags des Lichts 

Mit dem Tag des Lichts möchte die UNESCO das öffentliche Verständnis dafür sensibilisieren, wie stark Licht und lichtbasierte Technologien den Menschen jeden Tag berühren. Auch für die Abhängigkeit von Licht und den daraus resultierenden Technologien für Kultur, Wissenschaft und Entwicklung soll ein größeres Verständnis geschaffen werden.

Ab dem Jahr 2018, soll der Tag des Lichts jährlich am 16. Mai stattfinden und in den teilnehmenden Ländern von vielen Veranstaltungen unterstützt werden.

Teaser- und Beitragsbild: flickr.com/7knips  lizensiert nach Creative Commons

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