Die Höhe einer Welle vom Nulldurchgang bis zum Maximum. Das Quadrat der Amplitude einer elektromagnetischen Welle ist direkt proportional zu ihrer Intensität. Somit ist die Amplitude einer Lichtwelle direkt dafür verantwortlich, wie hell eine Lichtquelle erscheint.

Vorrichtung zum Empfang und zur Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen. Das Prinzip beruht auf der periodischen Schwingungsbewegung von im Material frei beweglichen Elektronen. Entweder können durch angelegte Spannungen Elektronen in der Antenne bewegt werden, so dass sie Strahlung absendet. Alternativ werden durch ankommende Strahlung Elektronen in der Antenne bewegt, was als elektrisches Signal weiterverarbeitet werden kann.

Atome sind die Bausteine, aus denen alle Stoffe bestehen. Sie setzen sich zusammen aus einem Atomkern und einer Atomhülle. Der Atomkern hat mit einem Durchmesser von wenigen Femtometern nur ein Zehntausendstel des gesamten Atomdurchmessers, enthält aber über 99,9% der Atommasse. Er besteht aus Protonen und Neutronen. Die Hülle umgibt den Kern und besteht aus Elektronen. Sie bestimmt die Größe des Atoms. Der positive Kern und die negative Hülle sind durch elektrostatische Anziehung aneinander gebunden. Atome können größere Strukturen, die sogenannten Moleküle, bilden.

Im Zentrum jedes Atoms befindet sich der Atomkern, um den herum sich die Elektronenhülle befindet. Der Atomkern besteht aus Protonen und Neutronen. Die Anzahl der Protonen und Neutronen unterscheidet sich in den unterschiedlichen Elementen stark. Bei Wasserstoff besteht der Kern nur aus einem einzigen Proton. Bei kleinen Protonenzahlen haben Atomkerne ungefähr gleich viele Neutronen wie Protonen, je schwerer die Kerne werden, desto mehr Neutronen halten den Kern zusammen. Uran238 besteht zum Beispiel aus 92 Protonen und 146 Neutronen. Die Anzahl der Protonen bestimmt den Namen des jeweiligen Elements, verschiedene Atomkerne eines bestimmten Elements können aber leicht unterschiedliche Zahlen an Neutronen haben und dennoch stabil sein.

Eine Längeneinheit, die 10^-10 m entspricht (einem zehntel-milliardstel Meter). Dies ist ungefähr die Größe eines Atoms und wird häufig als Längeneinheit in der Atomphysik verwendet. Benannt nach dem schwedischen Physiker Anders Jonas Ångström

Eine Materialgröße, die bestimmt, wie sehr Licht beim Eintritt in ein transparentes Medium gebrochen wird. Zudem bestimmt der Brechungsindex, wie groß die Lichtgeschwindigkeit in dem Medium ist. Zum Beispiel in Wasser, das einen Brechungsindex von ungefähr 1,3 hat, ist Licht etwa 25% langsamer als in Luft oder im Vakuum.

Die Kraft, die gegenseitig auf zwei elektrische Ladungen wirkt und dafür sorgt, dass sie sich anziehen oder abstoßen. Die Stärke der Kraft folgt dem quadratischen Abstandsgesetz: Verdoppelt man zum Beispiel den Abstand zwischen den geladenen Teilchen, wird die Kraft um einen Faktor vier kleiner.

Das elektrische Feld um eine elektrische Ladung gibt für jeden Punkt im Raum an, welche Kraft durch sie auf andere Ladungen wirkt. Eine Punktladung, wie ein Elektron, ist das Zentrum eines radialen elektrischen Feldes, ähnlich wie die Erde das Zentrum des Gravitationsfeldes ist, das auf alle Massen eine Kraft ausübt.

Eine der vier Grundwechselwirkungen der Physik (Starke, Schwache, Elektromagnetische Kraft und Gravitation). Sie bestimmt die Interaktionen aller elektrischer Ladungen und aller Magnete. Somit ist z.B. die Coulombkraft eine direkte Folge der elektromagnetischen Wechselwirkung. Das Photon ist das Austauschteilchen dieser Wechselwirkung, d.h. dass man sich in der Teilchenphysik die Kommunikation zwischen den einzelnen geladenen Teilchen so vorstellt, dass Photonen zwischen ihnen ausgetauscht werden.

Einfach negativ geladenes Elementarteilchen, das zu den drei Grundbausteinen der Materie gehört. Je nach Element bilden unterschiedliche Zahlen von Elektronen die Atomhülle (auch Elektronenhülle), die sich bei Atomen um den Atomkern herum befindet. Elektronen sind etwa 2000mal leichter als Protonen oder Neutronen. Elektronen sind zudem für die chemischen Bindungen der Atome zu Molekülen verantwortlich. Elektronen können auch als freie, nicht an Atome gebundene Teilchen vorkommen und dadurch Energie und Information übertragen. Die kollektive Bewegung von freien Elektronen nennen wir Strom.

Auch Elektronenwolke genannt. Sie beschreibt die Menge aller Elektronen, die sich um einen Atomkern herumbewegen. Der Begriff Elektronenwolke ist dadurch geprägt, dass es nicht möglich ist, die genaue Position der einzelnen Elektronen zu bestimmen, sondern nur die Aufenthaltswahrscheinlichkeit aller Elektronen, d.h.die wahrscheinliche Verteilung der Elektronen um den Atomkern herum.

Jedes Atom ist einem Element zugeordnet. Atome mit einem Proton im Kern heißen Wasserstoff, mit zwei Protonen Helium und so weiter bis hin zu den schwersten stabilen Atomen wie Uran mit 92 Protonen. Ein Element ist also der Überbegriff für alle Atome mit der gleichen Anzahl an Protonen.

Die kleinste mögliche Ladungsmenge, die ein freies Teilchen haben kann. Elektronen und Protonen tragen jeweils eine negative beziehungsweise positive Elementarladung, die auch beide exakt gleich groß sind. Jede größere Ladung ist ein ganzzahliges Vielfaches der Elementarladung. Die Größe dieser Ladung wurde 1909 von Robert Millikan gemessen und beträgt 1.602 * 10^-19 Coulomb [C].

Die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. Energie kann in unterschiedlichen Arten vorkommen, beispielsweise als kinetische Energie (Bewegungsenergie), als potentielle Energie (etwa Höhen/Lageenergie im Gravitationsfeld oder elektrisch-potentielle Energie von Ladungen in elektrischen Feldern), chemische Energie oder als Wärmeenergie. Energie kann niemals vernichtet oder erschaffen werden – es findet in physikalischen Prozessen lediglich eine Umwandlung von einer Energieform in eine andere statt. Die Einheit der Energie ist Joule [J].

Farbe ist eine Interpretation des menschlichen Sehsinns von unterschiedlichen Wellenlängen von Licht. Während der Evolution hat sich der Sehsinn auf den Wellenlängenbereich spezialisiert, der von der Sonne am intensivsten ausgesendet wird. Licht mit einer Wellenlänge von 400 nm sehen wir als blau, eine Wellenlänge von 800 nm erscheint für uns rot. Alle für uns sichtbaren Farben liegen in dem Wellenlängenbereich dazwischen.

Die Anzahl bestimmter Ereignisse pro Zeiteinheit. In der Optik beschreibt man mit der Frequenz üblicherweise eine Eigenschaft des Lichtes. Hier benennt die Frequenz die Anzahl der Schwingungen der Lichtwelle, die in einer Sekunde passieren. Für grünes Licht mit 500 nm Wellenlänge sind dies 6*10¹⁴ Hz. Ein Hz (Hertz) ist definiert als eine Schwingung pro Sekunde.

Elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen etwa 800 nm und 1 mm. Infrarotstrahlung ist langwelliger als sichtbares Licht. Infrarotstrahlung ist nicht mehr sichtbar, sondern wird von uns als Wärme wahrgenommen. Ab einer Wellenlänge von 1mm spricht man von Mikrowellenstrahlung.

Intensität ist definiert als Leistung pro Fläche und hat somit die Einheit W/m². In der Optik berechnet man die Intensität einer elektromagnetischen Welle neben einigen Konstanten aus dem Quadrat der Amplitude des elektromagnetischen Feldes.

Die Überlagerung mehrerer Wellen. Nach dem Superpositionsprinzip addieren sich die momentanen Amplituden der einzelnen Wellen. Abhängig von den aktuellen Phasen der Wellen können sich somit Wellen verstärken oder auslöschen. Statische Interferenzbilder können sich nur bei kohärentem Licht ausbilden.

Ein Atom, bei dem nicht genauso viele Elektronen in der Atomhülle vorkommen, wie Protonen im Atomkern. Ionen sind somit geladene Atome. Bei einem Elektronenüberschuss sind sie negativ, bei einem Protonenüberschuss positiv geladen.

Eine der fundamental wichtigen Flüssigkeiten im Universum und eine der größten Entdeckungen der Menschheit. Er enthält Koffein, der Wissenschaftler rund um die Uhr bei Laune hält und zu Höchstleistungen befähigt. Viele Meilensteine der Forschung sind nur durch ausreichenden Kaffeekonsum ermöglicht worden. Zusammen mit Schokolade verantwortlich für das Funktionieren der modernen Welt.

Wellenzüge, die eine klar definierte Phasenbeziehung zu einander haben, bezeichnet man als kohärent. Eine Glühbirne sendet inkohärentes Licht aus: Ihre einzelnen Lichtwellen sind von unterschiedlichen Atomen ausgesendet, die während der Emission des Lichtes keinerlei Beziehung zueinander hatten. Dadurch können die Lichtwellen unterschiedlich lang sein, verschiedene Wellenlängen, Ausbreitungsrichtungen oder Polarisationen haben. Durch die Kohärenz der z.B. der Wellenzüge in einem Laser ist es möglich, wiederholbare und überprüfbare Experimente durchzuführen. Zudem können nur mit kohärentem Licht stationäre (sich nicht ändernde) Interferenzerscheinungen beobachtet werden.

Eine Eigenschaft von Teilchen, die bestimmt, wie stark sie an der elektromagnetischen Wechselwirkung teilnehmen. Es gibt nur zwei Einstellungsmöglichkeiten für die elektrische Ladung: Eine negative Ladung, wie sie Elektronen haben, und eine positive, wie Protonen sie tragen. Die Gesamtladung eines Objektes bestimmt sich durch die Anzahl von Elektronen und Protonen in ihm. Die elektrische Ladung schafft um sich herum ein elektrisches Feld. Gleichzeitig benötigt ein Teilchen eine Ladung, um elektrische Felder wahrzunehmen. Die Einheit der Ladung ist das Coulomb [C].

Lichtquelle, die einen kohärenten, gebündelten Lichtstrahl durch die stimulierte Emission von Photonen aussendet. Laser bestehen meist aus einem Lasermedium, einer Energiequelle, mit dem dieses Medium energetisch angeregt wird, und zwei Spiegeln, zwischen denen sich das Medium befindet. Durch die Energiequelle (Blitzlampe, Stromquelle, anderer Laser) werden die Atome oder Moleküle im Lasermedium angeregt. Sendet ein Atom Licht in die Richtung eines Spiegels aus, wird dieses in das Medium zurückreflektiert, wo es die anderen Atome dazu bringt, Licht in dieselbe Richtung und mit denselben Eigenschaften auszusenden. Dies nennt man stimulierte Emission. Da die Energiequelle ständig neue Atome anregt, kann sich dieser Prozess vielmals wiederholen, sodass die Intensität des Lichtes zwischen den beiden Spiegeln im Medium immer stärker wird. Einer der beiden Spiegel lässt einen Bruchteil des Lichtes durch: den nutzbaren, kohärenten Laserstrahl.

Ein kurzes Paket aus Licht/Energie, das von einem Laser ausgesendet wird. Einige Laser senden einen kontinuierlichen Laserstrahl aus, andere sind gepulst, um möglichst viel Energie in sehr kurze Zeit zu stecken. Aktuell sind Laserpulse mit einer Dauer von unter hundert Attosekunden herstellbar.

Die Menge an Energie pro Zeiteinheit. Die Einheit ist ein Watt [W], was einer Energie von einem Joule pro Sekunde entspricht [J/s].

Im strengen Sinne umfasst Licht nur das für das menschliche Auge sichtbare elektromagnetische Spektrum von etwa 400 - 800 nm. Häufig spricht man aber auch außerhalb dieses Bereiches (z.B. im Infraroten, Ultravioletten oder ganz allgemein bei elektromagnetischer Strahlung) von Licht. Licht kann als Teilchen aufgefasst werden, mit den Photonen als Lichtteilchen, oder als Welle aus elektrischen und magnetischen Feldern. Welche Eigenschaft Licht hat, wird durch das Experiment bestimmt, mit dem das Licht betrachtet wird.

Die Geschwindigkeit, mit der sich Licht ausbreitet: etwa 300 000 km pro Sekunde. Damit ist meist, wenn nicht anders angegeben, die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum gemeint. In verschiedenen Materialien kann die Lichtgeschwindigkeit — je nach Brechungsindex - unterschiedlich ausfallen. Sie ist aber stets langsamer als die Vakuumlichtgeschwindigkeit. Die Vakuumlichtgeschwindigkeit ist zudem die maximale Geschwindigkeit, mit der Information übertragen werden kann.

Elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen etwa 1 - 300 mm. Bei kleineren Wellenlängen spricht man von Infrarotstrahlung und bei längerer Wellenlänge von Radiostrahlung. Mikrowellen eignen sich besonders für Schwingungsanregungen in Wassermolekülen, weswegen sie zum Aufwärmen von wasserhaltigen Materialien, wie etwa Speisen und Getränken verwendet werden können.

Ein stabiler Zusammenschluss mehrerer Atome. Dies reicht von kleinen Molekülen aus zwei asserstoffatomen (H₂) bis hin zu Molekülketten, wie die unserer DNS, mit ungefähr 100 Milliarden Atomen. Die Bindung zwischen den Atomen wird von Elektronen bestimmt, die auch für die chemischen Reaktionen der einzelnen Moleküle untereinander verantwortlich sind.

Elektrisch neutrales Teilchen, das zusammen mit dem Protonen als Baustein für Atomkerne dient. Neutronen können auch als freie Teilchen vorkommen, sind dann allerdings nicht stabil, sondern Zerfallen mit einer Halbwertzeit von etwa 10 Minuten in ein Proton, ein Elektron und ein Neutrino (genauer: ein Elektronantineutrino). Durch die starke Wechselwirkung werden Neutronen und Protonen im Kern aneinander gebunden und können so die elektrostatische Abstoßung der Protonen kompensieren.

Die Lehre vom Licht. Der Begriff der Optik umfasst das Wesen des Lichts selbst und die Experimente und physikalische Phänomene rund um das Licht. Dieser Begriff wird sehr universell benutzt und reicht von der Beschreibung der reinen geometrischen Flugbahn eines Lichtstrahls bis hin zur technischen Umsetzung moderner, lasergetriebener Quantenoptik.

Das Lichtteilchen. Licht kann man sich als einen Fluss vieler Photonen vorstellen, die jeweils einzeln die Parameter des Lichtes bestimmen, wie Farbe oder Polarisation. Die Intensität des Lichtes ist direkt von der Anzahl der Photonen abhängig. Photonen sind masselos und bewegen sich somit mit Lichtgeschwindigkeit. Diesem Teilchenbild entgegen steht die Wellennatur des Lichts, in dem Licht nicht als Teilchen, sondern als elektromagnetische Welle beschrieben wird. Ob sich Licht wie eine Welle oder ein Teilchen verhält, hängt vom jeweiligen Experiment ab.

• Atto (a): Präfix für einen Faktor 10^-18, also 0.000000000000000001.
• Femto (f): Präfix für einen Faktor 10^-15, also 0.000000000000001.
• Piko (p): Präfix für einen Faktor 10^-12, also 0.000000000001.
• Nano (n): Präfix für einen Faktor 10^-9, also 0.000000001.
• Mikro (µ): Präfix für einen Faktor 10^-6, also 0.000001.
• Milli (m): Präfix für einen Faktor 10^-3, also 0.001.
• Kilo (k): Präfix für einen Faktor 10³, also 1000.
• Mega (M): Präfix für einen Faktor 10⁶, also 1000000.
• Giga (M): Präfix für einen Faktor 10⁹, also 1000000000.
• Tera (T): Präfix für einen Faktor 10¹², also 1000000000000.
• Peta (P): Präfix für einen Faktor 10¹⁵, also 1000000000000000.

Beschreibt die Orientierung einer Welle im Raum. Im Falle von Licht gibt die Polarisation an, in welcher Ebene die elektromagnetischen Felder schwingen. Licht kann eine lineare Polarisation haben, was bedeutet, dass das elektrische Feld in einer Eben auf und ab schwingt. Zudem gibt es auch die sogenannte zirkulare (oder elliptische) Polarisation, bei der sich die Schwingung des Feldes nicht auf eine Ebene beschränkt, sondern sich schraubenförmig bewegt. Dies kann auch als Superposition zweier linearer Polarisationen interpretiert werden

Elektrisch positiv geladenes Teilchen, das zusammen mit dem Neutron als Baustein für Atomkerne dient. Protonen können im Gegensatz zu Neutronen stabil als freie Teilchen vorkommen.

Elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von mehr als etwa 300 mm. Bei kleineren Wellenlängen geht sie in Mikrowellenstrahlung über.

Elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen etwa einem Pikometer und 10 Nanometern. Diese Grenzen der Begriffsdefinition unterscheiden sich je nach Fachgebiet. Bei kleineren Wellenlängen geht sie in Gammastrahlung über, bei höheren Wellenlängen schließt sich das Ultraviolette an. Aufgrund der unterschiedlichen Absorption von Röntgenstrahlen in Knochen und dem umgebenden Gewebe, wird Röntgenstrahlung häufig für medizinische Zwecke verwendet.

Elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen etwa 10 und 400 nm. Diese Grenzen der Begriffsdefinition unterscheiden sich je nach Fachgebiet. Bei kleineren Wellenlängen geht das Ultraviolett in Röntgenstrahlung über, bei höheren Wellenlängen schließt sich das sichtbare Licht an.

Die räumliche Ausdehnung einer gesamten Wellenschwingung. Die Wellenlänge gibt die Länge der Welle an, bis sie sich identisch wiederholt. Bei Licht ist die Wellenlänge indirekt proportional mit der Energie korreliert (höhere Wellenlängen ergeben kleinere Energien) und legt fest, welche Farbe unser Auge diesem Licht zuordnet.