Lichtbrechung Bild 4: Wassertropfen und Lichtbrechung
Hintergrund:Das Strahlungsspektrum ist die Verteilung der Strahlungsenergie über verschiedene Wellenlängen. In der Reihenfolge zunehmender Wellenlänge findet man unterschiedlichste Strahlungsarten (siehe Abb.1). γ-Strahlung ist eine der energiereichsten Strahlungen. Sie durchdringt und zerstört Materie bei einer Wellenlänge von ca. 10-13m. Röntgenstrahlung hat ähnliche Eigenschaften bei einer Wellenlänge von 10-10m. Auch die UV-Strahlung, mit einer Wellenlänge von ca. 10-7m, ist noch für Organismen gefährlich (siehe Sonnenbrand). Das sichtbare Licht umfasst einen Bereich von 4 *10-7m bis 7 *10-7m (400nm -700nm). Die Wärme- oder Infrarotstrahlung, mit einer Wellenlänge von ca. 10-5m ist unsichtbar, kann aber durch spezielle Kameras sichtbar gemacht werden. Daran schließen sich der Mikrowellenbereich, mit einer Wellenlänge von ca. 10-2m (1cm), und der Radiowellenbereich mit einer Wellenlänge von ca. 101m (10m) an. [1] Das in der Umwelt vorkommende Licht ist, wie bereits erwähnt, eine Mischung von Licht unterschiedlicher Wellenlängen. Durch ein Beugungsgitter oder ein Prisma kann man dieses polychromatische Licht in monochromatisches Licht (Licht einer Wellenlänge) zerlegen. Jeder dieser monochromatischen Lichtkomponenten entspricht ein spezifischer menschlicher Farbeindruck, die so genannten Spektralfarben oder Regenbogenfarben. Zu bemerken sei hierbei, dass je energiereicher die Strahlung, desto kürzer ist die Wellenlänge (siehe Tab.1). [2]
Tab.1: Darstellung der Wellenlängen, Wellenfrequenzen und Photonenenergie Auch CD-ROMs zeigen schöne Farbmuster. Das liegt zunächst an ihrem dünnen Lacküberzug, der die den Laserstrahl reflektierende feine Metallschicht schützen soll. Bei einer CD kommt neben dieser Interferenz an den dünnen (Lack-)Schichten aber noch die Beugung des Lichts an den feinen Rillen hinzu, so dass die Oberfläche zusätzlich wie ein dispergierendes Beugungs-Ritzgitter wirkt, das man in jedem modernen Spektralphotometer findet. Hierbei entstehen die Spektralfarben nicht durch Brechungs-Dispersion wie in einem Prisma, sondern durch Interferenz zwischen den einfallenden und den an den Ritzen reflektierten Strahlen. Zur Demonstration der Beugungs-Dispersion muss man das Ritzgitter im einfallenden weißen Licht drehen. Am Computerbildschirm lässt sich vom Farbspektrum des Lichts nur ein sehr begrenzter Eindruck machen, da dieser nur drei Grundfarben und deren Überlagerungen darstellen kann. Vor allem in den Zwischentönen und beim Übergang ins Infrarote/Ultraviolette stößt die Anzeigetechnik an ihre Grenzen. [4] Bildinformation:Bild 4 zeigt kondensierte Wassertropfen auf einer Glasplatte. Die Lichtbrechung kommt von einer im Hintergrund, mit Kaltlicht angestrahlten CD. Bild 22 zeigt zwei Wassertropfen auf einer durch eine Lichtquelle angestrahlten CD. Verwendung: Quellen:
© Walter.Wagner ät uni-bayreuth.de, Stand: 03.07.12 |
