Big Bang HTL 3, Schulbuch

76 Ausgewählte Kapitel der klassischen Physik (III. Jg., 5. Sem.) Du siehst, dass das blaue Licht am stärksten gebrochen wird und das rote am schwächsten (Abb. 8.11). Das Brechungsge- setz besagt aber: Je größer die Geschwindigkeit im Glas ( c 2 ), desto größer sin β , desto geringer die Brechung. Das bedeu- tet, dass sich rotes Licht im Glas am schnellsten bewegen muss und blaues am langsamsten ( F8 ). Die Abhängigkeit der Wellengeschwindigkeit von der Wellenlänge nennt man Dispersion (siehe Kap. 12.3 und 13.2.2, beide NAWI 1). Wenn man die Brechzahl eines Stoffes ganz exakt angeben will, muss man auch die Wellenlänge dazusagen, für die dieser Wert gilt (Abb. 8.14). Obwohl die Geschwindigkeitsun- terschiede nur wenige Prozent ausmachen, kommt es trotz- dem zu diesen prächtigen Farberscheinungen. Beim Regen- bogen ist es ähnlich wie beim Prisma. Wenn du das nächste Mal einen siehst, denkst du vielleicht daran, dass dieses im- posante Schauspiel nur deshalb möglich ist, weil sich die Farben im Tropfen unterschiedlich schnell bewegen. Mit einem Prisma kann man weißes Licht aufspalten (Abb. 8.12). Was bedeutet das für die Lichtgeschwin- digkeit der einzelnen Farben? Was versteht man unter kontinuierlichem Spektrum, Linien- und Absorptionsspektrum? Wie kommen sie zu Stande? L Ein Regenbogen (Abb. 8.13) ist wirklich sehr beein- druckend. Wie kommt er zu Stande? Wo müssen Regen und Sonne sein? Wie kommt es zum Nebenre- genbogen? Warum ist er schwächer zu sehen? Wieso ist seine Farbreihenfolge umgekehrt? Bei Handydisplay und Fernsehapparat erzeugt man durch Mischung von bloß drei Farben das ganze Farbspektrum. Wie funktioniert das genau? F8 A1 Abb. 8.12: Warum spalten sich die Farben auf? F9 A1 F10 A2 Abb. 8.13: Haupt- und Neben- regenbogen F11 A2 Abb. 8.14: Zusammen- hang zwischen Wellenlänge und Geschwindigkeit (bzw. Brechzahl) für drei Glassorten: Der Wert für Quarzglas in Tab. 8.1 (S. 74) gilt nur für 600nm. Info: Regenbogen -> S. 77 Wenn man weißes Licht aufspaltet, erhält man das Spek- trum aller Farben . Das bedeutet natürlich umgekehrt, dass man beim Vereinigen dieser Farben wieder weiß bekommt. Aber man braucht nicht einmal das ganze Spektrum dazu, es genügen rot, grün und blau. Das liegt daran, dass es in unserer Netzhaut für das Farbsehen drei Typen von Zapfen gibt, die jeweils auf eine dieser Farben reagieren (Abb. 8.15). Wenn an einer Stelle der Netzhaut alle drei Typen gereizt werden, dann empfindest du das als weiß. Das nutzt man unter anderem bei Displays aus ( F11 ). Sie bestehen aus hunderttausenden roten, grünen und blauen Leuchtpunkten. Die Punkte sind so winzig, dass du sie auch aus der Nähe kaum einzeln wahrnehmen kannst (Abb. 8.16). Weil sich hier Lichtwellen überlagern, also quasi addieren, spricht man von additiver Farbmischung. Man kann diese Punkte aber nicht nur ein- oder ausschalten, sondern auch ihre Intensität variieren. Auf diese Weise lassen sich auf je- dem normalen PC mindestens 16,7 Millionen Farbschattie- rungen erzeugen! Abb. 8.16: Additive Farbmischung bei Fernseher und Monitor: Es sind nur Mischungen dargestellt, bei denen die Punkte gleiche Intensität haben. Die Quadrate sind starke Vergrößerungen eines Monitors, der diese Farben darstellt. Weiß erhält man, wenn alle drei Punktarten leuchten. Zusammenfassung Weißes Licht kann durch Brechung in seine Komponenten zerlegt werden, weil die Farben unterschiedliche Geschwin- digkeiten und somit auch unterschiedliche Brechzahlen haben. Durch Mischung von rotem, grünem und blauem Licht in verschiedenen Intensitäten kann man alle Farben erzeugen. Abb. 8.15: Die relative Empfindlichkeit der drei Typen von Zapfen auf der Netzhaut Z Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv