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Newton-Prisma (3D)

Über diese App

Weißes Licht zerfällt im Glasprisma in seine Farben — echte Strahlverfolgung mit Snellius-Brechung und wellenlängenabhängigem Brechungsindex (Dispersion). Material (Glas/Wasser/Diamant) und Einfallswinkel regelbar; ein zweites Prisma vereint die Farben wieder zu Weiß.

Mit Erklärmodus: Ein KI-Tutor führt dich durch die App, zeigt in der Szene, worauf es ankommt, und beantwortet deine Fragen.

Warum ein Prisma Farben zeigt

Trifft Licht schräg auf eine Grenzfläche, wird es nach dem Brechungsgesetz von Snellius gebrochen: n₁·sin α = n₂·sin β. Beim Eintritt von Luft in Glas knickt es zum Lot hin, beim Austritt vom Lot weg. Der Brechungsindex hängt von der Wellenlänge ab, näherungsweise n(λ) ≈ A + B/λ². Violettes und blaues Licht wird deshalb stärker gebrochen als rotes. Diese Dispersion fächert weißes Licht in ein Spektrum auf, wie Isaac Newton ab 1666 untersuchte.

Was die App zeigt

Ein Bündel weißen Lichts trifft von links auf ein Prisma und verlässt es als farbiger Fächer. Die Strahlen sind mit Snellius an beiden Grenzflächen berechnet. Damit der Effekt gut sichtbar ist, ist die Winkelaufspreizung überhöht gezeichnet; die angezeigten Brechungsindizes bleiben realistisch. Die Anzeige nennt n für Rot bei 680 nm und Violett bei 410 nm sowie die Aufspreizung Δn des gewählten Materials.

Was du ausprobieren kannst

Verändere den Einfallswinkel und beobachte, wie sich der Farbfächer dreht und weitet. Wechsle zwischen Glas, Wasser und Diamant: Diamant spreizt am stärksten, Wasser am schwächsten. Schalte ein zweites, umgekehrtes Prisma dazu; es hebt die Aufspreizung wieder auf, und die Farben vereinen sich zu weißem Licht. So zeigte Newton, dass die Farben im Licht selbst stecken und nicht vom Glas erzeugt werden.

Häufige Fragen

Warum zerlegt ein Prisma weißes Licht in Farben?
Weißes Licht enthält alle sichtbaren Wellenlängen. Der Brechungsindex von Glas ist für kurze Wellenlängen etwas größer als für lange, deshalb wird violettes Licht an beiden Prismenflächen stärker abgelenkt als rotes. Die Farben verlassen das Prisma in leicht unterschiedlichen Richtungen und bilden ein Spektrum.
Was ist Dispersion in der Optik?
Dispersion bedeutet, dass der Brechungsindex eines Materials von der Wellenlänge des Lichts abhängt. In normalen durchsichtigen Stoffen wird kurzwelliges Licht stärker gebrochen. Dispersion erzeugt das Spektrum im Prisma, den Regenbogen in Wassertropfen, das Funkeln von Diamanten und die Farbsäume einfacher Linsen.
Was war Newtons Experimentum crucis?
Newton ließ eine einzelne Farbe aus dem Spektrum eines Prismas durch ein zweites Prisma fallen. Sie wurde dort nur abgelenkt, aber nicht weiter in andere Farben zerlegt. Daraus schloss er, dass weißes Licht aus Farben zusammengesetzt ist und das Prisma sie nur trennt, statt sie zu erzeugen.
Was kann ich in dieser App ausprobieren?
Du verstellst den Einfallswinkel, wechselst zwischen Glas, Wasser und Diamant und liest die Brechungsindizes für Rot und Violett ab. Mit einem zweiten, umgekehrten Prisma lässt du die Farben wieder zu weißem Licht zusammenlaufen.

Fach: Physik-Experimente (Deutsches Museum)

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