Was ist Lichtstreuung?

Die Fähigkeit, im Dunkeln zu sehen, wird durch die Tatsache eingeschränkt, dass die Netzhaut, die sich auf der Rückseite des Augapfels befindet, aus über 100 Millionen lichtempfindlichen Zellen besteht. Wenn also kein Licht vorhanden ist, haben diese Zellen nichts zu erkennen, was dazu führt, dass wir im Dunkeln nicht sehen können.

Zu den Beispielen für Lichtstreuung, die uns im Alltag begegnen, gehört das Phänomen, dass der Himmel blau erscheint. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Partikel in der Atmosphäre die blaue Farbe von den sieben Komponenten des Sonnenlichts am stärksten streuen.

Lichtstreuung tritt auf, wenn Lichtstrahlen ihre Richtung ändern, nachdem sie auf Hindernisse wie Staub, Gasmoleküle oder Wasserdampf gestoßen sind. Dieses Phänomen führt zu verschiedenen bemerkenswerten Erscheinungen, darunter der Tyndall-Effekt und das Auftreten von Rottönen bei Sonnenauf- und -untergang.

Sie besteht in der Regel aus zwei Kategorien von Streuungen, nämlich der elastischen und der inelastischen Lichtstreuung. Die elastische Lichtstreuung umfasst die Rayleigh- und die Mie-Streuung, während die inelastische Streuung die Raman-Streuung, die inelastische Röntgenstreuung, die Compton-Streuung und die Brillouin-Streuung umfasst.

Wie das Laserexperiment gezeigt hat, streuen Wolkentröpfchen und Eiskristalle das Licht effektiv. Dabei ist jedoch zu beachten, dass Wolkentröpfchen und Eiskristalle wesentlich größer sind als Luftmoleküle, was dazu führt, dass alle Farben gleichermaßen gestreut werden.

Rotes Licht wird am wenigsten gestreut, während blaues Licht am meisten gestreut wird.

Das Fehlen der Lichtstreuung führt dazu, dass der Himmel blau erscheint. Ebenso wären ohne Lichtstreuung die Gefahrenlichter nicht in roter Farbe sichtbar. Außerdem würde das Fehlen der Lichtstreuung die Entstehung von Regenbögen verhindern.

Die Iris reguliert die Lichtmenge, die in das Auge eintritt, indem sie die Pupille verengt. Dadurch wird die Netzhaut vor übermäßiger Reizung geschützt und die Streuung der Lichtstrahlen verhindert, die zu unscharfem Sehen führen kann.

Zum Nachweis der Lichtstreuung in einer Lösung werden zwei Methoden angewandt. Bei der ersten Methode, der so genannten Nephelometrie, wird die Lichtintensität in einem anderen Winkel als dem des einfallenden Lichts gemessen, das die Probe durchquert, um die lichtstreuenden Spezies in der Lösung zu bestimmen. Die zweite Methode, die so genannte Turbidimetrie, dient der Identifizierung der lichtstreuenden Spezies in...