Verwirrung bei der Lichtgeschwindigkeit / Dispersion

Simon4 · Anmeldungsdatum: 18.06.2006 Beiträge: 139

Also bekannt ist ja, dass die Lichtgeschwindigkeit je nach Medium variiert. Im Vakuum ist sie am grössten und in anderen Medien kleiner.

Auch bekannt ist, dass Licht aus verschiedenen Farben, welche sich durch verschiedene Wellenlängen auszeichnen (zB Rot / Grün / Blau).

Ausserdem gilt die Formel

Meine Fragen wären nun folgende:

(1) Angenommen ein Lichtstrahl bewegt sich durch das Vakuum. Ist es dann richtig anzunehmen, dass die einzelnen Farben ebenfalls c(0) als Geschwindigkeit haben, ihre Wellelänge durch ihre Farbe gegeben ist und sie sich daher nur in der Frequenz unterscheiden?

(2) Ein Lichtstrahl wird von einem Prisma in seine Spektralfarben "aufgeteilt". Welche Grösse ist für diese einzelnen Farben nun konstant? Die Wellenlänge müsste ja wieder durch die Farbe des jeweiligen Lichts gegeben sein. Nun habe ich mir aber irgendwie aufgeschrieben, dass die verschiedenen Farben sich im Prisma verschieden schnell bewegen und damit die Frequenz konstant ist. Doch ist dies nicht unlogisch? Müsste Licht im Prisma nicht gleich schnell sein?

edit: (3) Habe ich es richtig verstanden, dass jeder Spektralfarbe eine Brechungszahl "n" zugeordnet ist, welche angibt, wie stark sie durch ein Medium gebrochen wird (violett am meisten, rot am wenigsten), welches sich durch

berechnen lässt?

Danke!

magneto42 · Anmeldungsdatum: 24.06.2007 Beiträge: 854

Vielleicht lichtet sich deine Verwirrung etwas, wenn Du bedenkst, daß die Energie eines Lichtquants definiert ist als

zu (1):

ist die Vakuumlichtgeschwindigkeit; die Frequenz ergibt sich aus der Energie des Lichtes; die Wellenlänge/Farbe folgt dann aus

zu (2):
Da die Energie des Lichtes beim Durchgang durch das Prisma nicht verändert wird, muß auch die Frequenz konstant bleiben! Die Vakuumlichtgeschwindigkeit ändert sich natürlich auch innerhalb des Prismas nicht. Die Materie hat aber Auswirkungen auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Welle.

zu (3):
Richtig so.