87 9 Es gibt unendlich viele Farben In den Fragen auf der linken Seite ging es kurz gesagt darum, dass man weißes Licht zerlegen kann (B 9.6). Es entsteht dann verblüffender Weise ein Spektrum, dass du vom Regenbogen kennst. Es geht von rot über grün zu blau und sieht wunderbar aus. Es ist also sehr verwunderlich: Weißes Licht, das völlig unbunt und ohne Farben ist, setzt sich aus allen möglichen Farben zusammen (B 9.7). Das ist eine sehr verblüffende Sache, die du erst einmal verdauen musst. Wie kommt es aber zu diesem Farbspektakel? Das kannst du dir mit dem überlegen, was du schon über die Lichtbrechung gelernt hast. Du musst dazu nur ein paar schon bekannte Puzzlesteine zusammenlegen. B 9.7 Drei optische Effekte in einem Bild: Durch Reflexion an der Hinterseite des Prismas entsteht ein weißer Reflexstreifen links unten. Weil das Licht reflektiert oder abgelenkt wird, entsteht hinter dem Prisma ein Schatten. Und durch die Aufspaltung des Lichts entsteht ein Spektrum. Licht bewegt sich im Vakuum mit rund 300.000 km/s. Wenn es aber in einen Stoff eindringt, sinkt die Geschwindigkeit stark ab. In Glas bewegt es sich zum Beispiel nur mit 68 % seiner Vakuumgeschwindigkeit ( A 1 ). Aber das ist nur eine gerundete Zahl. Wenn du noch genauer hinschaust, dann kannst du erkennen, dass die einzelnen Farben etwas unterschiedlich schnell sind ( A 3 ). Blaues Licht bewegt sich etwas langsamer als mit 68 % der Vakuumgeschwindigkeit, rotes Licht etwas schneller. Die anderen Farben liegen irgendwo dazwischen. B 9.6 Wenn du kein Prisma hast, kannst du das Spektrum auch so erzeugen: Fülle in eine Schüssel einige Zentimeter Wasser und halte einen kleinen Spiegel schräg hinein. Wenn du daran das Sonnenlicht oder den Strahl einer Taschenlampe reflektierst, entsteht auf einem Blatt Papier darüber ein Spektrum. Jetzt muss du dir in Erinnerung rufen, dass der Knick bei der Lichtbrechung umso stärker ausfällt, je langsamer sich das Licht im zweiten Stoff bewegt ( A 2 ). In einem Diamant bewegt es sich zum Beispiel langsamer als in Glas, und deshalb knickt es in Diamant auch stärker ab. Das ist auch der Grund, warum Diamanten stärker funkeln als Glas ( A 6 ). Jetzt nehmen wir die Erkenntnisse aus A 3 dazu. Blaues Licht bewegt sich in Glas langsamer als rotes Licht. Deshalb muss blaues Licht auch stärker gebrochen werden. Und deshalb kommt es zur Aufspaltung in die Spektralfarben. Tataaa! Was passiert, wenn du das rote Licht eines Laserpointers durch ein Prisma schickst (B 9.8)? Das Licht wird zwar zweimal gebrochen, aber es wird nicht aufgespaltet. Warum? Weil das rote Licht eines Lasers nur aus einer einzigen Farbe besteht. Man kann mit einem Prisma also die Farbestandteile von Licht herausfinden und untersuchen. In B 9.9 siehst du zum Beispiel ein sehr detailliertes aufgespaltetes Sonnenspektrum. Dieses ist nicht durchgehend, sondern hat schwarze Stellen, an denen Licht fehlt. Die Erklärung dafür ist kompliziert. Der springende Punkt ist aber der: Anhand der schwarzen Stellen wissen Astronomen ganz genau, welche Gase sich in der Atmosphäre der Sonne befinden. B 9.9 Das Spektrum der Sonne: Im Prinzip ist es wie in B 9.7, aber viel stärker in die Breite gezogen. Du musst das Spektrum Zeile für Zeile von links oben nach rechts unten „lesen“. Aus den schwarzen Stellen lesen Astronomen sehr viele Informationen heraus. B 9.8 Rotes Licht kann nicht weiter aufgespalten werden. Kurz zusammengefasst Weißes Licht lässt sich durch Brechung an einem Prisma in seine einzelnen Farben zerlegen. Man nennt das ein Spektrum. Einfärbiges Licht kann nicht weiter zerlegt werden. Mit einem Prisma kann man zusammengesetztes Licht untersuchen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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