3.1. Prismen

Ein optisches Prisma besteht aus einem homogenen Stück durchsichtigen Materials (Glas, Wasser, Kunststoff, ...) mit zwei ebenen Flächen, die gegen einander geneigt sind. Meistens ist das Prisma ein Keil aus Glas.

Prismafoto400x491.jpg

Ein Lichtstrahl wird zweimal gebrochen. Der Ablenkwinkel ist eine Funktion von Einfallswinkel, Prismenwinkel und Brechungsindex. Der Brechungsindex hängt von der Farbe ab (Dispersion). Blaues Licht wird normalerweise stärker gebrochen als rotes Licht. Deshalb können Prismen weisses Licht in seine Spektralfarben aufteilen.

Prismendispersion.gif

Wie erzeugt man ein Spektrum? Nach Newton (New Theory about Light and Colours, 1672) verdunkelt man ein Zimmer und macht im Fensterladen einen Schlitz:

Fenster_Newton461x346.jpg

Betrachtet man diesen Schlitz durch ein Prisma, Kante parallel zum Schlitz, so sieht man den Schlitz mehrfach in verschiedenen Farben. Die Schlitzbilder sind so nahe bei einander, dass sie zu einem farbigen Band verschmelzen. (Die Farben sind wegen der Digitalkamera nur ungefähr richtig.)

Spektr_Newton494x346.jpg

Damit man die Farbabfolge etwas besser sieht, folgt hier noch ein simuliertes Spektrum nach Newton. Das Spektrum ist linear. Auf der Seite des roten Lichtes schliesst sich das Infrarot an (William Herschel, 1800), auf der Seite des Violett der Bereich der unsichtbaren Ultraviolett-Strahlung (Johann Wilhelm Ritter, 1802).

simNewtonSpek1000x100.jpg


Goethe betrachtete hingegen ein Fensterkreuz bei offenen Läden:

Fenster_Goethe500x345.jpg

Betrachtet man die Strebe durch ein Prisma, Kante parallel zur Strebe, so sieht man andere Farben als nach Newton (Die Farben sind durch die Digitalkamera etwas verfälscht.) Insbesondere sieht man die Farbe Purpur, welche im Newtonschen Spektrum nicht vorkommt.

Spektr_Goethe346x442.jpg

Goethe hat seine Beobachtungen zu einer Farbenlehre ausgebaut, welche Farben als "Mischungen aus Helle und Trübe" betrachtet (Zur Farbenlehre, 1810). Die Theorie hat sich aber für die exakten Wissenschaften als nicht ausbaufähig erwiesen. Seine Lehre wird aber in Künstlerkreisen immer noch verwendet. Sein Spektrum lässt sich nämlich in einem Kreis anordnen:

simGoetheSpek600x600.jpg


Rückwärts   Inhaltsverzeichnis   Vorwärts