391. Warum sehen wir ein prachtvolles buntes Farbenbild, wenn die Sonne durch ein Glas Wasser hindurchscheint, oder noch besser, wenn wir das Sonnenlicht durch ein dreiseitiges Glasprisma hindurchgehen lassen, besonders in einem dunkeln Zimmer, in welches nur wenige Sonnenstrahlen durch eine kleine Oeffnung eintreten können?
Weil die Sonnenstrahlen beim Durchgange durch das Wasser oder durch das Glasprisma gebrochen und zwar, wenn die Kante des Prisma's nach unten gekehrt ist, nach oben abgelenkt werden, zugleich aber, da sie verschieden brechbar sind, auch eine verschiedene Ablenkung erfahren und so in dem Bilde nicht mehr über, sondern neben einander erscheinen. Die verschieden brechbaren Strahlen des Sonnenlichtes sind also durch das Prisma getrennt oder zerstreut und erscheinen für sich als besondere Farben: die violettem als die am stärksten brechbaren, zu oberst, dann die blauen, die grünen, die gelben, die orangefarbigen und endlich, als die am wenigsten brechbaren, die rothen. Wäre das Licht einfach, so würde es auch beim Durchgange durch ein Prisma ein kleines rundes Sonnenbild zeigen, nur an einer etwas höheren Stelle der Wand, als wir es ohne das Prisma sehen. Daß dies prismatische Farbenbild oder das Spectrum, wie man es auch nennt, aber nicht blos an einer höheren Stelle, sondern auch in die Länge gezogen erscheint, ist ein Beweis, daß das weiße Sonnenlicht aus verschiedenen Strahlen besteht, deren jeder eine andere Brechung durch das Prisma erfährt. Daß wirklich die Farben nur durch eine Trennung der verschieden brechbaren Strahlen erzeugt werden, geht daraus hervor, daß, wenn man alle diese farbigen Strahlen wieder durch ein zweites, entgegengesetzt, also mit der Kante nach oben gekehrtes Prisma durchgehen läßt, welches deren Vereinigung bewirkt, das Bild wieder weiß erscheint. Natürlich muß diese Farbenzerstreuung überall eintreten, wo das Licht durch durchsichtige Körper, seien es feste oder flüssige hindurchgeht, sobald diese nicht von parallelen ebenen Flächen begrenzt werden, also auch beim Durchgange durch ein Glas Wasser oder durch eine Glaslinse. Das Farbenbild, welches die Glaslinse erzeugt, wird natürlich ein ringförmiges sein müssen.
Der berühmte englische Physiker Newton war es, der im Jahre 1666 zuerst die Farbenzerstreuung durch Versuche nachwies und aus der verschiedenen Brechbarkeit der farbigen Strahlen erklärte.
392. Warum erblicken wir beim Durchsehen durch gute Fernröhre keine farbigen Ränder, obgleich das Licht doch auch durch Glaslinsen hindurchgeht?
Weil die Linsen in solchen Fernröhren keine gewöhnlichen, sondern sogenannte achromatische Linsen sind, die aus zwei Glaslinsen zusammengesetzt sind, einer erhabenen aus Crownglas und einer Hohllinse aus Flintglas, welche in dieser Verbindung die Farbenzerstreuung völlig aufheben, die Brechung aber, auf welcher die Erzeugung des Bildes im Fernrohr beruht, bestehen lassen. Das Crownglas bricht nämlich das Licht fast ebenso stark, wie das bleihaltige Flintglas, zerstreut aber die Farben in viel geringerem Maße. Das durch ein Crownglas-Prisma erzeugte Farbenbild erscheint also ziemlich an derselben Stelle, wie das durch ein Flintglas-Prisma erzeugte, ist aber weniger in die Länge gezogen. Verbindet man zwei Prismen von Crownglas und Flintglas so, daß ihre brechenden Winkel eine entgegengesetzte Lage haben, so erleidet der hindurchgehende Lichtstrahl entgegengesetzte Brechungen und entgegengesetzte Farbenzerstreuungen. Giebt man dem Crownglasprisma einen genügend größeren brechenden Winkel, so wird die Farbenzerstreuung ganz aufgehoben, die Brechung aber nur zum Theil. Ein solches zusammengesetztes Prisma hat also die Wirkung eines einfachen mit kleinerem brechenden Winkel, ohne farbige Erscheinungen hervorzurufen. Ganz dasselbe, was von Prismen gilt, muß aber auch von Linsen gelten, da ein Lichtstrahl beim Durchgang durch eine erhabene und eine Hohllinse gleichfalls entgegengesetzte Brechung und Farbenzerstreuung erleidet.
Die Erfindung dieser für Fernröhre und Mikroskope außerordentlich wichtigen achromatischen Linsen rührt von dem Engländer Dollond (1757) her.
393. Warum funkeln Thautropfen in der Morgensonne oft in den prachtvollsten Farben?
Weil die Thautropfen die durchgehenden Sonnenstrahlen stark brechen, jeder Thautropfen aber bei einer bestimmten Stellung des Auges ihm nur eine einzige Art farbiger Strahlen zusendet, während die übrigen farbigen Strahlen so weit von dieser Richtung abweichen, daß sie an dem Auge unbemerkt vorübergehen. Unter den vielen von der Sonne beleuchteten Thautropfen erscheint also der eine dem Auge grün, der andere niedriger befindliche violett, der dritte darüber roth, und so bieten sich dem Auge die verschiedensten Farben dar, die mit jedem Schritte wechseln müssen, da für jede andere Stellung des Auges jeder Tropfen andersfarbige Lichtstrahlen ihm zusendet.
Fig. 95.