Fig. 306.
Man ist imstande, Linsen herzustellen, welche das Licht wohl brechen, aber nicht mehr zerstreuen. Man findet, daß verschiedene Glassorten das Licht verschieden stark brechen und auch verschieden stark zerstreuen. Für optische Apparate sind besonders zwei Glassorten im Gebrauche, das Kronglas, ein Natron-Kalkglas, und das Flintglas, ein farbloses schweres Kali-Bleiglas. Bei einem Prisma von etwa 60° brechendem Winkel beträgt beim Kronglas die Ablenkung der roten Strahlen 39° 26', die der violetten 41° 19', also die Zerstreuung (Winkel zwischen den roten und den violetten Strahlen) 1° 53'; beim Flintglasprisma beträgt die Ablenkung der roten Strahlen 55° 32', die der violetten 59° 36', die Zerstreuung also 4° 4'. Es ist demnach die Brechung im Flintglasprisma nur etwas, die Zerstreuung aber bedeutend größer. Macht man den brechenden Winkel des Flintglasprismas kleiner (35° 11'), so kann man es dahin bringen, daß die Ablenkung der roten Strahlen kleiner (28° 30'), aber doch die Zerstreuung dieselbe (1° 53') ist. Ein solches Flintglasprisma (von 35°) bricht also die Strahlen weniger als das Kronglasprisma (von 60°), zerstreut sie aber noch eben so stark. Stellt man nun beide Prismen so nebeneinander, daß ihre brechenden Kanten nach verschiedenen Richtungen schauen, so daß das Flintglas die Strahlen nach entgegengesetzter Richtung bricht, so bleibt eine Brechung von 10° 47' übrig, während die Zerstreuung aufgehoben ist. Es verlassen also die roten und violetten Strahlen das Prisma unter demselben Winkel, also parallel, und sind nicht mehr zerstreut; ähnliches gilt, wenn auch nicht vollständig genau, für die zwischen Rot und Violett liegenden Strahlen. Das Licht wird also durch ein solches Prismenpaar wohl noch abgelenkt, aber nicht mehr zerstreut. Ein solches Prismenpaar nennt man ein achromatisches (nicht färbendes) Prisma ([Fig. 305]). Auf ähnliche Weise wird die achromatische Linse ([Fig. 306]) aus einer positiven Kronglaslinse und einer negativen Flintglaslinse von größerer Brennweite, aber derselben zerstreuenden Kraft hergestellt. Durch die negative Flintglaslinse wird die Brechung der Kronglaslinse nicht ganz aufgehoben, so daß das Linsenpaar noch wie eine positive Linse wirkt, aber die Zerstreuung wird fast ganz aufgehoben. Solche achromatische Linsen verwendet man bei allen besseren optischen Instrumenten, Fernrohren, Mikroskopen und photographischen Apparaten.
Vor der Erfindung dieser achromatischen Linsen durch Dollond (Engländer 1858) konnte man wegen der starken Farbenzerstreuung keine Fernrohre mit starker Vergrößerung machen. Man gab vordem den Objektivlinsen sehr große Brennweiten; Toricelli stellte eine her von 10 m Brennweite (noch vorhanden). Huygens verbesserte die Objektivlinsen und entdeckte den sechsten Saturnmond und den Saturnring. Campani führte im Auftrage Ludwig XIV. Teleskope aus von 86, 100, 136 Pariser Fuß. Newton, der an der Möglichkeit achromatischer Linsen verzweifelte, stellte das Spiegelteleskop her 1668 (schon 1664 von Gregory angegeben), das bei viel kürzerer Rohrlänge viel bessere Bilder erzeugt. Erst Fraunhofer hat erfunden, wie man die Glasmassen insbesondere des Flintglases in größeren Stücken und in der erforderlichen absoluten Reinheit herstellt, und hat es verstanden, Linsenpaare zu berechnen und herzustellen, die möglichst gut achromatisch waren, über die bis dahin gebräuchlichen Größen weit hinaus gingen und auch jetzt noch zu den vorzüglichsten gehören.
Außer der chromatischen Abweichung leiden größere Linsen auch noch stark an der sphärischen Abweichung, welche darin besteht, daß wegen der rein sphärischen Gestalt der Krümmungsflächen die Randstrahlen nicht genau in demselben Punkt vereinigt werden wie die Zentralstrahlen. Man kann (nach Steinheil) bei achromatischen Linsen dafür sorgen, daß diese Abweichung, wenn nicht ganz beseitigt, so doch möglichst klein gemacht wird. Eine so konstruierte achromatische Linse heißt eine aplanatische Linse oder ein Aplanat.
231. Fraunhofersche Linien.
Fig. 307.
Wenn man den Spalt sehr eng macht, paralleles (Sonnen-) Licht durchgehen läßt und es sehr stark zerstreut, indem man es mehrmals in demselben Sinne durch Prismen brechen läßt, so zeigt sich, daß das Spektrum des Sonnenlichtes kein kontinuierliches ist, sondern durch eine große Anzahl dunkler Linien (parallel dem Spalte) unterbrochen ist. Diese von (Wollastone und) Fraunhofer entdeckten Linien heißen die Fraunhoferschen Linien. Man schließt, daß diejenige Lichtsorte, die bei der Brechung auf die Stelle der dunklen Linien treffen sollte, im Sonnenlichte nicht vorhanden ist. Fraunhofer hat die 8 auffallendsten (breitesten) dieser Linien (besser Liniengruppen) mit den Buchstaben A, B, C, D, E, F, G, H bezeichnet, aber noch eine große Anzahl (500) feinerer Linien gefunden 1814, und von anderen (insbesondere Kirchhoff) ist noch eine große Anzahl gefunden und nach ihrer gegenseitigen Lage und Entfernung gemessen worden.