Prismen Spektroskop
Aufbau
Die Aufgabe des Spektroskops ist es, farbiges Licht in seine spektralen Bestandteile zu zerlegen.
Die wesentlichen Bestandteile des Prismen Spektroskops sind das Prisma das Spaltrohr und das Beobachtungsrohr.
Über einen Spalt fällt das zu untersuchende Licht in das Spaltrohr ein. Die Linse L1 parallelisiert das einfallende Lichtbündel. Am regelbaren Spalt kann die einfallende Lichtmenge reguliert werden.
Fällt das Licht auf das Prisma, kommt es zur optischen Brechung. Beim Übergang in Glas, einem optisch dichteren Medium, wird das einfallende Licht zum Lot hin gebrochen. Beim Übergang in Luft, dem optisch dünneren Medium, erfolgt die Brechung vom Lot weg.
Funktion
Ursache für die Änderung der Ausbreitungsrichtung ist, dass sich Licht in verschiedenen Medien mit unterschiedlicher Geschwindigkeit ausbreitet. Das lässt sich mit dem HUYGENSschen Prinzip verdeutlichen.
Nach Huygens ist jeder Punkt einer Wellenfront Ausgangspunkt einer neuen Elementarwelle. Löst man die Wellenfront an der Grenzschicht der Medien auf, so muss wegen der kleineren Ausbreitungsgeschwindigkeit c2 die Strecke c2·t kleiner sein als die Strecke c1·t. Der Strahl ändert seine Ausbreitungsrichtung.
Beim Prismendurchgang eines nicht monochromen Strahls können wir beobachten, dass der Strahls in seine spektralen Bestandteile aufgespaltet wird.
Hierbei werden die verschiedenen Anteile des Lichtes unterschiedlich stark gebrochen. Je größer die Frequenz des Lichtes, desto stärker wird es gebrochen.
Achtung: Bei der Beugung am Gitter ist es umgekehrt.
{\large \lambda \,=\,\frac{c}{f}} ; da f=konstant, gilt: λ~c
Die verschiedenfarbigen Bestandteile des Lichtes breiten sich im Prisma mit unterschiedlicher Geschwindigkeit aus. Da Blau kurzwelliger ist als Rot, muss es sich nach λ~c mit einer kleineren Geschwindigkeit ausbreiten und wird stärker gebrochen.
Nach dem Verlassen des Prismas fällt der divergente Strahl in das Beobachtungsrohr. Die Linse am Eingang des Beobachtungsrohrs parallelisiert den Strahl. Das Linsensystem am Okular erfüllt die Funktion eines Fernrohres und somit der Erzeugung eines scharfen Bildes.
Über das Skalenrohr kann eine Skala in den Strahlengang projiziert werden. Hierüber sind die beobachteten Wellenlängen ablesbar.