Spektrum (Physik)
In diesem Artikel geht es um das sichtbare Spektrum. Für alle anderen Anwendungen siehe: Spektrum (Disambiguierung)
Ein Spektrum, Plural: Spektren, ist ein Band aus mehreren Farben: Violett, Indigo, Blau, Grün, Gelb, Orange und Rot. Ein Spektrum kann gesehen werden, wenn das Licht der Sonne durch ein Prisma geleitet wird und sich auf einem weißen Schirm sammeln kann. Dieses sichtbare Spektrum ist Teil des größeren elektromagnetischen Spektrums.
Ein natürliches Beispiel für ein Spektrum ist ein Regenbogen. Das Wort Spektrum wurde zuerst von Wissenschaftlern verwendet, die Optik studierten. Sie benutzten das Wort, um den Regenbogen der Farben im sichtbaren Licht zu beschreiben, wenn er mit einem Prisma getrennt wird. Das Spektrum, das man sieht, wenn Licht durch ein Prisma fällt, ist ein Beispiel für die Streuung von Licht. Das Material, aus dem das Prisma hergestellt ist, hat einen anderen Brechungsindex n als Luft. Gewöhnlich ist n-Prisma größer als n-Luft, und n-Luft wird als ungefähr eins angenommen. Dies bedeutet, dass sich das Licht im Material des Prismas etwas langsamer ausbreitet als in dem es umgebenden Raum. Der Brechungswinkel kann aus dem Einfallswinkel und den Brechungsindizes mit Hilfe des Snell'schen Gesetzes bestimmt werden.
Der Grund dafür, dass das weiße Licht in seine einzelnen Farben zerfällt, anstatt weiß zu bleiben, liegt darin, dass die kürzeren Wellenlängen stärker gebrochen oder gebeugt werden als die längeren Wellenlängen. Daher erscheint Rot, das die längste sichtbare Wellenlänge hat, am nächsten an der Linie senkrecht zur Oberfläche des Materials (der Normalen), d.h. es wird am wenigsten gebeugt. Violettes Licht, mit der kleinsten Wellenlänge im sichtbaren Spektrum, wird am stärksten gebogen. Der erzeugte Regenbogen wird immer in der gleichen Reihenfolge erscheinen: rot, orange, gelb, grün, blau, indigo, violett.
Das Spektrum in einem Regenbogen
Fragen und Antworten
F: Was ist ein Spektrum?
A: Ein Spektrum ist ein Band aus mehreren Farben, darunter Violett, Indigo, Blau, Grün, Gelb, Orange und Rot. Man kann es sehen, wenn das Licht der Sonne durch ein Prisma fällt und sich auf einem weißen Bildschirm sammelt.
F: Was ist Spektroskopie?
A: Spektroskopie ist die Untersuchung von Spektren.
F: Wodurch wird weißes Licht in seine einzelnen Farben zerlegt?
A: Die kürzeren Wellenlängen werden stärker gebrochen als die längeren Wellenlängen, was die Aufteilung des weißen Lichts in seine einzelnen Farben bewirkt.
Q: Wie bestimmt das Snellsche Gesetz den Brechungswinkel?
A: Das Snellsche Gesetz bestimmt den Brechungswinkel mit Hilfe des Einfallswinkels und der Brechungsindizes.
Q: Warum erscheint Rot am nächsten an der Linie, die senkrecht zum Oberflächenmaterial verläuft?
A: Rot erscheint am nächsten zu dieser Linie, weil es die längste sichtbare Wellenlänge hat und beim Durchgang durch ein Prisma am wenigsten gebogen wird.
F: Gibt es immer eine Ordnung für Regenbögen, die durch Prismen erzeugt werden?
A: Ja, Regenbögen, die durch Prismen erzeugt werden, sind immer in dieser Reihenfolge - rot, orange, gelb, grün, blau, indigo und violett.
