Sexl Physik 7, Schulbuch

Die Newton’schen Experimente Erstes Experiment Newtons „In einem dunklen Zimmer legte ich ein Glasprisma vor eine runde, etwa 1/3 Zoll breite Öffnung, die ich in den Fensterladen gemacht hatte. Die brechende Kante die- ses Prismas stand senkrecht zu den einfallenden Strahlen. Um diese Kante drehte ich das Prisma … und sah dabei an der Wand das farbige Sonnenbild auf- und abstei- gen. ... Da aber das Bild … nicht rund, sondern fünfmal so lang als breit war, müssen die nach dem oberen Ende des Bildes fallenden Strahlen stärker gebrochen werden als die, welche zum unteren Ende gelangen. Das Bild war nun farbig, und zwar an dem weniger gebrochenen Ende rot, am stärker gebrochenen Ende violett … Es sieht da- her so aus, als ob Licht verschiedener Farbe verschieden stark gebrochen wird.“ ( 86.1 ) Zweites Experiment Newtons „Um hierin Klarheit zu bekommen“, so schreibt Newton weiter, „untersuchte ich, was denn die Folge einer zweiten Brechung dieser Art sein würde. Zu diesem Zweck ordnete ich alles so an wie im vorhergehenden Experiment und stellte ein Prisma unmittelbar hinter das erste in einer dazu gekreuzten Stellung, sodass es die aus dem ersten Prisma kommenden Strahlen abermals brechen musste. Das erste Pris- ma brach die Lichtstrahlen nach oben, das zweite zur Seite. Alsdann fand ich, dass der obere Teil des Spektrums, der durch das erste Prisma eine stärkere Brechung er- litt und violett und blau war, auch durch das zweite Prisma stärker gebrochen wur- de als der untere Teil, der rot und gelb war.“ Damit war Newtons Vermutung bestätigt: Licht verschiedener Farbe wird unter- schiedlich stark gebrochen. Woher kommen aber die Farben? Werden sie erst beim Durchgang durch das Glasprisma erzeugt oder sind sie schon von Anfang an vor- handen und werden sie durch die Brechung lediglich aufgefächert? Drittes Experiment Newtons Um dies zu entscheiden, erzeugte Newton hinter dem Prisma durch Lochblenden einfarbige Strahlen. Diese Strahlen fielen auf ein zweites Prisma, das die farbigen Strahlen jedoch nicht weiter zerlegte ( 86.2 ). Damit war klar: Die farbigen Strahlen entstehen nicht erst im Prisma, sondern sind schon von Anfang an da. Kann man vielleicht durch eine Mischung von farbi- gen Strahlen wiederum weißes Licht erzeugen? Viertes Experiment Newtons Newton ließ das vom Prisma ausgehende farbige Licht von einer Sammellinse bün- deln. Er brachte hinter der Linse ein weißes Papier in den Strahlengang. Dabei konnte er beobachten, dass die farbigen Strahlen im Brennpunkt der Linse sich vermischen und einen weißen Fleck ergeben, jedoch vor und nach dem Brenn- punkt getrennt sind ( 86.3 ). Die Vermutung stimmte also tatsächlich! Wenn alle farbigen Strahlen gemischt werden, entsteht weißes Licht. Was ergibt sich aber, wenn nur ein Teil der farbigen Strahlen vereinigt wird? Fünftes Experiment Newtons „Jetzt befestige man“, so setzt Newton fort, „das Papier dort, wo das Licht vollkom- men weiß und kreisförmig erscheint. Hält man nun eine oder mehrere Farben bei der Linse zurück, so hört das Weiß zu existieren auf und geht in die Farbe über, welche aus der Zusammensetzung der anderen Strahlen entspringt. Lässt man alsdann die aufgefangenen Farben hindurch und auf diese zusammengesetzte Farbe fallen, so mischen sie sich mit ihr und stellen dadurch das Weiß wieder her.“ Damit hat Newton die additive Farbmischung gezeigt ( 86.4 ). weiß blau rot grün grün Spalt Lochblenden 86.2 Drittes Experiment: Die einzelnen Spektralfarben lassen sich nicht weiter zer- legen. weiß blau blau blau blau blau blau rot rot rot rot rot rot Spalt I II III weiß weiß Linse 86.3 Viertes Experiment: Die Mischung aller Spektralfarben ergibt weißes Licht. weiß blau blau gelb blau rot rot rot rot rot rot Spalt I II III orange Blende gelb gelb 86.4 Fünftes Experiment: Die Mischung ein- zelner Spektralfarben führt zu Mischfarben. weiß rot blau B B´ R R´ Schirm 86.1 Erstes und zweites Experiment: Blaues Licht wird stärker gebrochen als rotes Licht. 86 THEORIEENTWICKLUNG Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv