Licht als Größe

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Die Stoffmenge ist eine praktische Größe, weil sich mit ihr chemische Reaktionen zwischen Stoffkomponenten systematisieren lassen und weil sie ersatzweise über die Masse bestimmt werden kann. Die energetische Bewertung chemischer Reaktionen im Rahmen der gibbsschen Fundamentalform bleibt dagegen vergleichsweise abstrakt.

Als Albert Einstein 1905 erstmals die Universalität der avogadroschen Konstanten – der Quantennormaldichte des Stoffs – mittels eines Modells der brownschen Bewegung nachweisen konnte, wusste man nunmehr, dass sich eine bestimmte Stoffmenge unabhängig von ihrer komponentenhaften Zusammensetzung stets in dieselbe Anzahl von Stoffteilchen zerlegen lassen sollte. Mit der Masse stand eine Ersatzgröße zur Verfügung, die sich sinnvoll sogar auf die Quanten des Stoffs selbst anwenden ließ.

Dies macht etwas anschaulicher, warum sich die Lichtmenge nicht als physikalische Größe etablierte: Weder bot sich eine Ersatzgröße zur direkten Bestimmung an, noch wurden konsequent Modelle für die Lichtteilchenzahl von Systemen entwickelt, die zusätzlich auch in Stoff und z.B. Ladung veränderlich sind.

Immerhin bietet es sich gelegentlich der Überführung der Skala der Temperaturfunktion der Hohlraumstrahlung in die der Temperaturfunktion des Stoffgases an, eine Lichtelementarmenge zu definieren. Im Zuge dessen transformiert sich die einheitenlose Photonenzahl in eine einheitenbehaftete Lichtmenge, während eine zusätzlich eingeführte Lichtgaskonstante für die Konformität zur Kelvin-Skala sorgt.

Die Lichtmenge wird erst dann vollends in die Physik einbrechen, wenn die Quanten des Lichts mit denen der Entropie identifiziert werden. Dann muss die Lichtmenge als messtechnisch quantifizierbare Größe den Platz der fiktiven, über die Thermodynamische Temperatur künstlich festgelegten Entropie in der gibbsschen Fundamentalform einnehmen. Da die Stoffmenge im allgemeinen veränderlich ist, hat man es konsequenterweise zusätzlich immer mit einem chemischen Pensum zu tun. Die zentrale Stellung des Idealen Gases als Grenzfall lichtlosen Stoffs hat viel dazu beigetragen, die Bedeutung des Lichts in der Wärmelehre zu verkennen.