Dispersion - warum wird blaues Licht stärker gebrochen als rotes?
Ich mache gerade das Thema Dispersion durch und verstehe nicht ganz genau warum blaues Licht stärker gebrochen wird als rotes. (abgesehen davon das blaues Licht kurzwelliger ist) Bzw. warum der Brechungsindex mit verringerter Wellenlänge etwas ansteigt, wie kann ich das messen?
Auf welchem Niveau soll die Frage erklärt werden? Schule oder Uni? Bei letzterem welches Fach? Chemie, Physik etc.?
11 Schulstufe in Physik
1 Antwort
Okay, es kann jetzt sein, dass meine Antwort ein bisschen übers Ziel hinaus schießt, weil ich die Sache nur auf Uni-Niveau kenne, aber ich versuche es kurz zu halten. Ich würde es folgendermaßen erklären:
Der Brechungsindex hängt mit der relativen Dielektrizitätskonstante bzw. Permittivität des jeweiligen Materials zusammen (über n^2 ist ungefähr Epsilon(Permittivität)) und diese ist frequenzabhängig.
Umso kürzer die Wellenlänge umso höher die Frequenz und umso mehr Energie hat das Licht für diverse Vorgänge (Rotation, Schwingung und zuletzt elektronische Übergänge). Dies spiegelt sich in der Permittivität wieder. Ein sehr schönes Bild gibt es auf Wikipedia unter „Komplexwertige relative Permittivität“ https://de.m.wikipedia.org/wiki/Permittivität - Dort sieht man welche Anregungen bei welchen Frequenzen passieren.
Allerdings finde ich den Artikel schon ein wenig überwältigend für Schulniveau. Aber im Grunde ist das die Antwort auf deine Frage.
Wie man den brechungsindex bei verschiedenen Frequenzen messen kann - einfach durch Messung der Permittivität.
Allerdings würde vielleicht auch schon die Messung des Brechungswinkels mit verschiedenen Lasern unterschiedlicher Wellenlänge genügen um zu zeigen, dass der Brechungsindex wellenlängenabhängig ist.