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Zerlegung von weißem Licht in die Spektralfarben

Isaac Newton erkannte als erster: wenn man weißes Licht in geeigneter Weise auf ein Prisma fallen lässt, so kann man auf einem Schirm dahinter beobachten, dass das weiße Licht in verschiedene Farben zerlegt wird. Auf dem Schirm ist jeweils ein Bereich zu sehen, der rot, orange, gelb, grün, blau, indigo oder violett gefärbt ist. Diese Farben nennt man die Spektralfarben.

Die Spektralfarben kann man auch bei einem Regenbogen finden. Hier ist die Sonne die Quelle für weißes Licht und die Regentropfen sorgen für die Zerlegung. Auch der umgekehrte Weg funktioniert: durch ein Prisma können die verschiedenen Farben zu weissem Licht gemischt werden. 

Abb. 1 Zerlegung von weißem Licht in Spektralfarben mit Hilfe eines Prismas

Nicht sichtbare Strahlung

Der berühmte Astronom William Herschel interessierte sich dafür, ob die verschiedenen Spektralfarben auch verschiedene Temperaturen haben. Herschel ließ Sonnenlicht durch ein Glasprisma scheinen um ein Spektrum zu erhalten - den "Regenbogen" der entsteht wenn Licht in seine verschiedenen Farben zerlegt wird - und maß die Temperatur jeder Farbe. Er benutzte drei Thermometer mit geschwärzten Enden (um die Wärme besser zu absorbieren) und platzierte ein Thermometer in jeden Farb-Bereich, während die anderen beiden neben dem Spektrum lagen und als Kontrollmessung dienten. Als er die Temperaturen im violetten, blauen, grünen, gelben, orangen und roten Licht maß bemerkte er, dass die Temperatur vom violetten zum roten Teil des Spektrums hin zunahm. Nachdem er dieses Verhalten bemerkte entschied Herschel, die Temperatur direkt außerhalb des roten Spektralbereichs in einer Region scheinbar ganz ohne Sonnenlicht zu messen. Zu seiner großen Überraschung sah er, dass diese Region die höchste Temperatur von allen hatte. Herschel erkannte, dass dort eine starke, aber unsichtbare Wärmestrahlung vorhanden sein musste. Er nannte sie, da sie unterhalb der roten Strahlung liegt  "Infrarot". Diese Strahlung wäre im Experiment auf dem Schirm (vgl. Abb. 1) neben des roten Lichtes zu sehen. Infrarote Strahlung wird zum Beispiel bei Wärmelampen genutzt, z.B. in Restaurants, um Speisen warm zu halten.

Ein weiterer nicht sichtbarer Teil wird als ultraviolette Strahlung (UV-Strahlung) bezeichnet. Diese Strahlung wäre im Experiment auf dem Schirm (vgl. Abb. 1) neben des blauen Lichtes zu sehen. Ultraviolette Strahlung wird zum Beispiel zum Prüfen von Geldscheinen und zum Härten von Nagellack verwendet. Auch sind Teile der UV-Strahlung für den Sonnenbrand verantwortlich.

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