Licht – Wissenschaft, Lichtquellen und Energie

Nichts ist schneller als das Licht. Im Vakuum breitet es sich mit einer Geschwindigkeit von rund 300’000 Kilometer pro Sekunde aus. Innerhalb einer Materie (z.B. im Wasser) ist das Tempo um einiges geringer, da die Atome gleichsam an dem durchlaufenden Licht zerren und es dadurch abbremsen. In der Wissenschaft, sprich unter den Physikern, gibt es schon länger ein Wettrennen, wer das langsamste Licht erzeugen kann oder wer ein Licht anhalten oder sogar speichern kann. Erste Erfolge sind vorhanden, sprich das Licht kann für kurze Zeit eingefroren werden, jedoch ist dies noch nicht nutzbar.

In der klassischen Elektrodynamik wird Licht auch als eine hochfrequente elektromagnetische Welle aufgefasst. Weiter basiert die Strahlenoptik auf dem Wissen, dass die Lichtstrahlen durch gerade Linien veranschaulicht werden können. Die Strahlen ändern ihre Richtung nur, wenn sie auf einen Körper treffen, z.B. durch Reflexion, Brechung oder Streuung. Durch diese Techniken kann die Funktion von Geräten wie Lupe, Teleskop oder Mikroskop erklärt werden. Lichtstrahlen jedoch, können einander durchdringen, ohne sich gegenseitig zu behindern oder zu beeinflussen.

Lichtquellen und Energie

Vor einem Jahr sind die letzten Glühbirnen aus den Schweizer Verkaufsregalen verschwunden, da sie den Effizienzanforderungen nicht mehr genügten. Heute gibt es zahlreiche Alternativen wie Halogenlampen, Energiesparlampen und Leuchtdioden (LED). Was den Energieverbrauch anbelangt, sind sie alle deutlich effizienter als die klassische Glühbirne.

Nun kommt aber bereits eine neue Lichtquelle ins Gespräch – LCC, die neue Lichttechnik? Die LCC-Technologie (Laser Crystal Ceramics) ist eine Weiterentwicklung der LED-Technologie und die neueste Generation von Leuchtmitteln. In der LCC-Birne sind winzige Drähte, welche durch den Keramik-Kristall zum Leuchten kommen. Mithilfe eines komplexen chemischen Verfahrens herrscht auf der einen Kristallhälfte Elektronenmangel und auf der anderen Hälfte des Kristalls Elektronenüberfluss. Beide Hälften streben die elektrische Neutralität an und möchten ein Gleichgewicht an Elektronen auf ihren Kristallhälften schaffen. Fliesst nun Strom, beginnen die Elektronen von der negativ geladenen Schicht zur positiv geladenen zu wandern. Dadurch kommt es zum Ladungsausgleich: die freiwerdende Energie wird in Form von Strahlung (Licht) und Wärme abgegeben. Die LCC-Kristalle sind auf dem Chip als «Linse» angeordnet, die das Licht bündeln und gegenüber dem LED-Chip 20–30% mehr Lichtausbeute ermöglichen. Die LCC-Lampe ist frei von Schadstoffen, was bei der LED-Lampe durch die chemische Herstellung des künstlichen Phosphor, nicht ist. Auch wenn die Lichtquellen immer weniger Energie benötigen, Strom brauchen wir im Alltag. Der Pro-Kopf Energieverbrauch in der Schweiz ist seit 1990 stetig gesunken, jedoch auf sehr hohem Niveau. Das langfristige Ziel die Energie aus erneuerbaren Ressourcen herstellen zu können, wird nun mit konkreten Vorschlägen ausgearbeitet. Eine bereits weit verbreitete Technik ist die Solartechnik, welche aus Sonnenstrahlung Wärme oder auch elektrische Energie gewinnen kann. Für einen Durchschnittshaushalt mit 4 Personen braucht es ca. 50m2 freier Schrägdachfläche um den jährlichen Strom mittels Photovoltaik zu produzieren. Da das Energieangebot der Sonne tages- und jahreszeitlichen Schwankungen unterliegt, ist die Speicherung der Energie ein unverzichtbarer Bestandteil der Solartechnik.

cw

Quellen: wikipedia, energieschweiz.ch, xnovum.ch / c) Ainoa – Fotolia.com

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