1.3 Die Spektralfarben des Lichts Lässt man Sonnenlicht durch ein Glasprisma fallen, so tritt auf der anderen Seite ein regenbogenähnlich gefärbtes Lichtband aus, das Spektrum. Die Farben, aus denen es besteht, nennt man Spektralfarben. Experiment: Spektrale Zerlegung des Lichts mittels Prisma 65.1 E2 Du brauchst: Experimentierleuchte, Spalt, Sammellinse, Glasprismen, Schirm, optische Bank Erzeuge auf dem Schirm mit Hilfe der Sammellinse ein scharfes Bild des Spalts. Gib in den Strahlengang ein Prisma. Stelle vor der Durchführung des Experiments eine Vermutung auf, was du beobachten wirst. Notiere anschließend deine Beobachtungen und suche nach einer Erklärung. Versuche, mit Hilfe eines zweiten Prismas die Farben weiter aufzuspalten. Farben werden in einem optischen Medium (wie z. B. Glas, Wasser) verschieden stark gebrochen. Daher kann man Sonnenlicht mit einem Glasprisma in die Spektralfarben (Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Violett) auffächern. Rot wird am schwächsten gebrochen, Violett am stärksten. Das Sonnenlicht ist ein Kontinuum von Farben, die man in die sogenannten Spektralfarben Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau und Violett unterteilt. Eine Spektralfarbe kann durch ein Prisma nicht weiter aufgefächert werden, Spektralfarben sind „monochromatisch“. Der Regenbogen: In der Natur können wir die Auffächerung des weißen Sonnenlichts am Regenbogen beobachten. Ein Regenbogen ist nur sichtbar, wenn es bei Sonnenschein regnet und der Beobachter mit dem Rücken zur Sonne steht. Experiment: Modell des Regenbogens 65.2 E2 Du brauchst: Rundkolben mit Wasser, Experimentierleuchte, Spalt, Sammellinse mit Halterung, Schirm. Plane mit den vorgegebenen Materialien ein Experiment, mit dem du die Farben des Regenbogens sichtbar machen kannst. Protokolliere deine Beobachtungen und formuliere deine eigene Hypothese für eine Erklärung deiner Beobachtungen. Der Regenbogen entsteht durch Brechung und Reflexion des Sonnenlichts an Regentropfen. Fällt Licht von der Sonne auf die kugelförmigen Regentropfen, so verläuft der Strahlengang in den Tropfen vorwiegend so, wie er in 65.3 gezeichnet ist. Licht, das nur eine einmalige Reflexion im Tropfen erfährt, erzeugt den lichtstarken Hauptregenbogen. Er erscheint einem Beobachter unter dem Winkel von 42°, ist außen rot und innen violett. Licht, das eine zweimalige Reflexion im Tropfen erfährt, erzeugt den lichtschwächeren Nebenregenbogen. Er hat einen Winkel von 51° und ist außen violett und innen rot. Farbmischung Alle Farbeindrücke lassen sich durch Mischung von nur drei farbigen Strahlenbündeln hervorbringen. Als Primärfarben werden im Allgemeinen Rot, Grün und Blau verwendet. Experiment: Additive Farbmischung 65.3 E4 Du brauchst: drei Projektionslampen mit je einem roten, einem grünen und einem blauen Filter (nach Möglichkeit reine Spektralfilter, das sind Filter die nur einen schmalen Bereich des Farbspektrums durchlassen). Richte die Strahlenbündel auf einen weißen Schirm und zwar so, dass sich die Farbkreise teilweise überlagern (65.4). Beobachte und erkläre! 65.1 Durch ein Glasprisma wird weißes Licht in Spektralfarben aufgefächert. 65.2 Haupt- und Nebenregenbogen 65.3 Das Licht wird in den Wassertröpfchen spektral zerlegt. Man sieht das rote Licht des dargestellten Tropfens und das gelbe, grüne, blaue und violette Licht entsprechend tiefer liegender Tropfen. Der Hauptregenbogen ist daher außen rot und innen violett. weißes Sonnenlicht 42° 65.4 Additive Farbmischung durch Projektion der Grundfarben Rot, Grün und Blau auf eine weiße Wand. 65 1 Reflexion und Brechung Elektromagnetische Wellen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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