Lichtwellenlänge

Die Lichtwellenlänge, meist mit λ bezeichnet, ist der räumliche Abstand, über den sich eine elektromagnetische Welle in einer bestimmten Phase wiederholt. Für Licht gilt die Beziehung zwischen Wellenlänge im Vakuum λ0 und Frequenz f über die Lichtgeschwindigkeit c: λ0 = c / f. In einem Medium mit Brechungsindex n verringert sich die Fortpflanzungsgeschwindigkeit auf v = c/n, und die Wellenlänge wird zu λ = v / f = λ0 / n. Die Frequenz bleibt beim Übergang zwischen Medien unverändert.

Die Energie eines Photons ist E = h f = h c / λ0. Weil die Frequenz bei Medienwechseln konstant bleibt, ändert sich die Photonenenergie nicht durch das Medium; die Wellenlänge ändert sich jedoch entsprechend dem Brechungsindex.

Im sichtbaren Spektrum liegt λ ungefähr zwischen 380 und 750 Nanometern; ultraviolettes Licht liegt unter 380 nm und infrarotes Licht über 750 nm. Für Optik und Materialien spielt oft die Vacuum-Wellenlänge λ0 eine Rolle; in Medien gilt λ = λ0 / n. Typische Bereiche: Nahes Infrarot ca. 750 nm bis 1,4 μm; für Glasfaserkommunikation häufig 1,31 μm oder 1,55 μm.

Messung und Anwendungen: Zur Bestimmung der Wellenlänge werden Spektrometrie mit Gittern oder Prismen, Interferenzmessungen (z. B. Michelson-Interferometer) oder Fourier-Transform-Spektroskopie eingesetzt. Die Wellenlänge bestimmt Dispersion, Interferenzmuster, Farbwahrnehmung und zahlreiche technische Anwendungen in Optik, Kommunikation und Spektroskopie.