Im Vakuum beträgt die Lichtgeschwindigkeit ($c_0$) rund $3\cdot 10^8$ m/s. In Stoffen ist sie kleiner und hängt von deren optischer Dichte ab. Das ist aber noch nicht die ganze Wahrheit. Die Lichtgeschwindigkeit in Stoffen hängt nicht nur von deren Beschaffenheit ab, sondern auch von der Wellenlänge des Lichts. Sehen wir uns dazu einmal die Sache mit dem Prisma genauer an.
Du siehst, dass das blaue Licht am stärksten gebrochen wird und das rote am schwächsten. Das
| Weil die einzelnen Farben im Glas eine unterschiedliche Geschwindigkeit haben, kommt es zu einer Aufspaltung des weißen Lichts. Je größer der Brechungswinkel ß, desto schwächer die Brechung. |
Brechungsgesetz besagt aber: Je größer die Geschwindigkeit im Glas (c2), desto größer sin/3, desto geringer die Brechung. Das bedeutet, dass sich rotes Licht im Glas am schnellsten bewegen muss und blaues am langsamsten (F8). Diese Abhängigkeit der Wellengeschwindigkeit von der Wellenlänge nennt man Dispersion.
| Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Geschwindigkeit (bzw. Brechzahl) für drei Glassorten. Der Wert für Quarzglas in der Tab. gilt nur für 600 nm. |
Wenn man also die Brechzahl eines Stoffes ganz exakt angeben will, muss man auch die Wellenlänge dazusagen, für die dieser Wert gilt. Obwohl die Geschwindigkeitsunterschiede nur wenige Prozent ausmachen, kommt es trotzdem zu diesen prächtigen Farberscheinungen. Beim Regenbogen ist es ganz ähnlich wie beim Prisma. Wenn du das nächste Mal einen siehst, dann denkst du vielleicht daran, dass dieses imposante Schauspiel nur deshalb möglich ist, weil sich die Farben im Tropfen unterschiedlich schnell bewegen.