Frage zur Dispersion einer elektrom. Welle

Pfirsichmensch · Anmeldungsdatum: 09.08.2014 Beiträge: 284

Wenn eine elektromagnetische Welle von Luft in Glas übergeht, dann verringert sich die Wellenlänge weil für das Glas eine Brechzahl berücksichtigt wird. Das heißt doch aber: Wenn die Wellenlänge kleiner wird, dann muss doch die Frequenz steigen, oder?

Ich meine in der Vorlesung gehört zu haben, dass sich die Frequenz im Glas nicht verändert. grübelnd

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8583

Die Wellenlänge wird kleiner, aber die Frequenz bleibt gleich. Also wird die Geschwindigkeit auch kleiner. Die Lichtgeschwindigkeit in Glas ist kleiner als in Luft.

Pfirsichmensch · Anmeldungsdatum: 09.08.2014 Beiträge: 284

Vielen Dank für deine Antwort. Ich hab jetzt aber Verständnisprobleme mit dem Begriff "Dispersion", die doch beschreibt, dass elektromagnetische Wellen von der Frequenz abhängen (sowie die Brechzahl), offensichtlich bleibt die Frequenz doch kontinuierlich gleich. In diesem Zusammenhang hätte ich noch eine andere Frage:

Wenn z.B. blaues Licht von Luft in Wasser übergeht, dann wird die Wellenlänge im Wasser aufgrund der Brechzahl kleiner - die Welle also langsamer und die Frequenz muss dann gleich bleiben (das weiß ich jetzt seit deiner Antwort Thumbs up!

). Und im Wasser bleibt das Licht doch trotzdem noch blau, also ist die Farbe die man wahrnimmt unabhängig von der Wellenlänge, sondern nur von der Frequenz, ist das richtig? Doch was hat das alles mit Dispersion zu tun wenn die Frequenz gleich bleibt grübelnd

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8583

1. Die Farbe hängt davon ab wie Dein Auge das Licht wahrnimmt. Das ist nur abhängig von der Energie der Photonen (und damit unabhängig von der Brechzahl).

2. Eine Dispersionsrelation gibt Dir an wie w von k abhängt (oder f von lambda, wenn du willst). Daraus folgern dann unterschiedliche Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten, was dazu führen kann, dass ein Wellenpaket (als Überlegung verschiedener Frequenzen) in einem Medium anders verhält als im Vakuum.

Pfirsichmensch · Anmeldungsdatum: 09.08.2014 Beiträge: 284

Okay, anscheinend hab ich diesen Begriff immer ganz anders aufgefasst, also wird eine Welle "einer" festen Frequenz die nicht aus mehreren Wellen besteht, immer die gleiche Frequenz haben, wenn sie aus Medien ein- und austritt? Deine Aussage mit dem Wellenpaket hab ich verstanden!

Nochmal kurz zur Farbe: Also hängt das dann nur von der Frequenz ab? Wenn eine "einzelne Lichtwelle einer festen Frequenz" ins Wasser übergeht, werde ich somit die gleiche Farbe wahrnehmen. Wenn es sich um ein Bündel von mehreren Farben handelt, dann werd ich doch aufgrund der Dispersion im Wasser mehrere Farben sehen müssen, wie an einem Prisma, ist das so richtig?

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8583

ML · Anmeldungsdatum: 17.04.2013 Beiträge: 3405

Hallo,

Pfirsichmensch · Anmeldungsdatum: 09.08.2014 Beiträge: 284

Vielen Dank für die zahlreichen Antworten!

Da hab ich doch im Arbeitsbuch vom Tipler direkt eine kleine Aufgabe gefunden die zu diesem Thema passt ... also:

Quelle: Arbeitsbuch Tipler / Mosca, Physik für Wissenschaftlicher und Ingenieure,

Monochromatisches rotes Licht mit,

tritt aus der Luft in Wasser über.

a) Wellenlänge im Wasser berechnen:

Den Brechungsindex musste ich nachgooglen ...

b) Wird ein Taucher das Licht in der gleichen oder in einer anderen Farbe sehen?

Nun, meine Antwort wäre jetzt, dass der Taucher das Licht in der gleichen Farbe sehen würde, weil die Frequenz sich nicht verändert. In der Aufgabe wird aber explizit erwähnt, dass es sich um monochromatisches Licht handelt. Wäre dem nicht so, wie müsste ich das beantworten? jh8979, du hast ja darauf hingewiesen, dass nur wenn die Brechungszahl von der Frequenz abhängt, dann das Licht auch in seinen unterschiedlichen Spektren sichtbar werden würde. Die Brechzahl ist doch an sich immer frequenzabhängig, oder?

Danke im Voraus smile