Dispersion Brillengläser und Optik

Dispersion
Def: Abhängigkeit der Brechzahl eines optischen Mediums von der Farbe des Lichtes.
(Dispersion entsteht, weil ein Medium für jede Farbe einen anderen Brechungsindex aufweist.)
Dispersion kann durch Brechung oder Beugung verursacht werden . Wird sie durch Brechung erzeugt spricht man von Brechungsdispersion bzw. einem Brechungsspektrum. Wird sie durch Beugung erzeugt spricht man von Beugungsdispersion bzw. einem Beugungsspektrum, wobei bei der Brechungsdispersion rot am wenigsten gebrochen wird. Bei der Beugunsdispersion ist dies gerade umgekehrt d.h. rot wird am stärksten gebrochen.

Spektrum in der Optik :
Wie bereits erwähnt entsteht durch die Dispersion ein Spektrum , es gibt verschiedene Arten von Spektren:
- kontinuierliches Spektrum
- Linienspektrum
- Absorptionsspektrum

Senden wir das Licht von glühenden festen Stoffen ( z.B. Glühlampe) durch ein Prisma, so entsteht ein kontinuierliches Spektrum (Emmissionsspektrum).
Wird dagegen Licht von zum leuchten angeregter Dämpfe chemischer Elemente oder Verbindungen durch ein Prisma zerlegt entsteht ein anderes Spektrum. Weil diese Stoffe nur ganz bestimmte Wellenlängen aussenden, besteht das Spektrum aus einzelnen farbigen Linien. Leuchtende Gase und Dämpfe liefern also Linienspektren. Sendet man aber Licht, dass alle Spektralfarben enthält durch ein Gas, so wird genau die Wellenlänge absorbiert, die das Gas beim leuchten aussenden würde. Das restliche Licht liefert ein durch dunkle Linien unterbrochenes Spektrum = Absorptionsspektrum.
Das Sonnenlicht ergibt ebenfalls ein Absorptionsspektrum, weil um die Sonne viele verschiedene Gase vorhanden sind, welche eine bestimmte Wellenlänge absorbieren. Diese "dunklen Linien" im Sonnenspektrum werden als Frauenhofer'sche Linien bezeichnet. (Im Minimum der Ablenkung ist das Farbband am kräftigsten und ausgeglichensten, ausserdem ist man vor Totalreflexion geschützt, deshalb sollte bei Versuchen diese Anordnung gewählt werden.)

Normale und anomale DispersionBei der normalen Dispersion, welche im Bereich des sichtbaren Lichtes stattfindet, nimmt die Breite des Spektrums mit zunehmender Welllenlänge ab.
Bei der anomalen Dispersion, die vorwiegend im Bereich des ultravioletten und infraroten Lichtes stattfindet gibt es aussergewöhnliche und unstetige Breitenänderungen des Spektrums.

Blaues Licht wird im allgemeinen stärker abgelenkt als rotes. Dieser Fall wird als normale Dispersion bezeichnet, d.h. bei normaler Dispersion nimmt die Brechzahl des Mediums von rot nach blau zu. Alle Lichtdurchlässigen Materialien die in Optikbauten verwendet werden haben normale Dispersion.
Die Brechzahl für grünes Licht, die etwa dem Mittelwert der Brechzahlen für rotes und blaues Licht entspricht, wird als Haupt brechzahl n e bezeichnet,der Unterschied zwischen den Brechzahlen für rotes und blaues Licht als Haupdispersion. Die Brechzahlen werden mit Entladungsstrahlem gemessen, deren Atome senden jeweils nur Licht einer ganz bestimmten Wellenlänge aus. Die Hauptbrechzahl wird mit dem Licht der grünen Spektrallinie des Quecksilberatoms gemessen, ihre Wellenlänge beträgt Ae = 546.07 nm. Die Haupdispersion wird mit dem Licht der blauen Spektrallinie F' und der roten Spektrallinie C' des Cadmiumatoms gemessen. ( AF' = 479.99 nm, AC' = 643 .85 nm)