Optik

Lichtbrechung

Prismen

  • Verlaufen Lichtstrahlen immer geradlinig?
  • Wie funktioniert ein Prisma?
  • Warum können wir unter Wasser schlecht sehen?
  • Wie entsteht eine Fata Morgana …
  • … und wie ein Regenbogen?

Prismen

In der Physik versteht man unter einem Prisma einen durchsichtigen Körper von nebenstehender Gestalt. Glasprismen werden einerseits zum Ablenken des Lichtes aus seiner ursprünglichen Richtung benutzt. Ein wichtiger Effekt, der in diesem Zusammenhang auftritt ist die Zerlegung des weißen Lichtes in seine Spektralfarben. Wir wollen zunächst jedoch nur die Ablenkung des Lichtes näher studieren.

Die zweifache Brechung bewirkt hier - im Gegensatz zur planparallelen Platte - eine deutliche Ablenkung des einfallenden Strahles um insgesamt den Winkel der Weite \(\delta\).

3 Strahlengang bei verschiedenen Prismen mit unterschiedlichen Winkelweiten
Die Animation zeigt, dass die Strahlablenkung umso größer ausfällt, je größer der Keilwinkel mit der Weite \(\epsilon\) ist.

Sonderfunktionen von bestimmten Prismen

An einem rechtwinklig-gleichschenkligen Prisma kann mittels Totalreflexion eine 90°-Ablenkung eines Lichtstrahls erreicht werden.

 

Auch eine Bildumkehrung ist bei entsprechender Ausrichtung des rechtwinklig-gleichschenkligen Prismas möglich. Hierbei findet zweimal eine Totalreflexion im Prisma statt. In 3D ergibt sich eine räumliche Strahlumkehr durch ein sog. Tripelprisma (zur Funktionsweise vgl. Tripelspiegel). Solche Tripelspiegel befinden sich u.a. auf dem Mond und werden genutzt, um die Entfernung Erde-Mond zu bestimmen. Für mehr Infos dazu siehe Mondentfernung.

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