Big Bang 7, Schulbuch

Einige Licht-Phänomene 29 RG 7.1 G 7.1 Kompetenzbereich Elektromagnetische Wellen 23 Du siehst, dass das blaue Licht am stärksten gebrochen wird und das rote am schwächsten (Abb. 29.11). Das Bre- chungsgesetz besagt aber: Je größer die Geschwindigkeit im Glas ( c 2 ), desto größer sin β , desto geringer die Brechung. Das bedeutet, dass sich rotes Licht im Glas am schnellsten bewegen muss und blaues am langsamsten ( F8 ). Diese Abhängig- keit der Wellen- geschwin- digkeit von der Wellen- länge nennt man Dispersion . Wenn man also die Brechzahl eines Stoffes ganz exakt an- geben will, muss man auch die Wellenlänge dazusagen, für die dieser Wert gilt (Abb. 29.12). Obwohl die Geschwindig- keitsunterschiede nur wenige Prozent ausmachen, kommt es trotzdem zu diesen prächtigen Farberscheinungen. Beim Regenbogen ist es ganz ähnlich wie beim Prisma. Das impo- sante Farbenspiel ist also ein Beweis dafür, dass die einzel- nen Farben im Tropfen unterschiedlich schnell sind. Info: Regenbogen 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. 29.13). Wenn an einer Stelle der Netzhaut alle drei Typen gereizt werden, dann siehst du dort weiß. Das nutzt man bei Farbdisplays wie etwa beim Handy 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. 29.17, S. 24). Weil sich hier Lichtwellen über- lagern, also quasi addieren, spricht man von additiver Farb- mischung. Man kann diese Punkte aber nicht nur ein- oder ausschalten, sondern auch ihre Intensität variieren. Auf diese Weise lassen sich auf jedem normalen PC mindestens 16,8 Millionen Farbschattierungen erzeugen! Abb. 29.12: Zusammenhang zwischen Wellenlänge, Geschwindigkeit und Brechzahl für drei Glassorten: Der Wert für Quarzglas in Tab. 29.1 (S. 21) gilt nur für 600nm. Abb. 29.13: Die relative Empfindlichkeit der drei Typen von Zapfen auf der Netzhaut Regenbogen Damit du einen Regenbogen sehen kannst, musst du auf die fallenden Tropfen blicken und die Sonne im Rücken haben (Abb. 29.14; F10 ). Abb. 29.15 zeigt, wie das Sonnenlicht durch den Eintritt in die Regentropfen aufgespaltet wird. Weil bei Haupt- und Nebenregenbogen die Lichtstrahlen ge- gengleich durch die Tropfen laufen, ist auch die Farbreihen- folge beim Austritt umgekehrt. Beim Hauptregenbogen wird der Lichtstrahl nur einmal reflektiert, bevor er austritt, beim Nebenregenbogen zweimal. Weil bei jeder Reflexion auch Licht nach außen dringt, ist dadurch der Nebenregenbogen lichtschwächer und nicht immer zu sehen. Etwas verblüffend ist zunächst, dass der Hauptregenbogen oben rot und unten blau ist, die Farben aber genau umge- kehrt aus den Tropfen austreten (Abb. 29.15). Beim Nebenre- genbogen ist es genau umgekehrt. Das liegt daran, dass du von jedem Tropfen nur eine einzige Farbe siehst. Von den obersten Tropfen des Regenbogens gelangt nur rot in dein Auge und von den untersten nur blau (Abb. 29.16). Das ergibt dann die Farbreihenfolge, die du sehen kannst. i Abb. 29.14: Ein Regenbogen ist im Prinzip ein Teil eines Kegelmantels. Abb. 29.15: a) Hauptregenbogen, b) Nebenregenbogen Abb. 29.16: Warum der Regenbogen oben rot ist … Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv