Versuch 1 Praktikum Optik und Atomphysik Thema „Licht und ...

8. Zusatzfragen
8.1. Warum ist der Himmel blau?
Der Grund für die Farbe des Himmels ist die nach dem englischen Physiker Baron
John William Strutt Rayleigh benannte Rayleigh-Streuung des Sonnenlichts an
Luftmolekülen. Sobald ein Sonnenstrahl auf ein Luftmoleküls trifft, regt es dieses zu
Schwingungen an. Das nun schwingende Luftmolekül kann seinerseits wieder einen
Lichtstrahl in eine bestimmte Richtung ausstrahlen. So ist das Licht in eine bestimmte
Richtung abgelenkt worden. Rayleigh konnte im Jahre 1899 zeigen, dass das
Ausmaß der Streuung von der jeweiligen Wellenlänge abhängt: Je kleiner die
Wellenlänge ist, desto stärker ist die Streuung. Das heißt, blaues Licht wird viel
stärker gestreut als rotes Licht. Diese Erkenntnis ist der Schlüssel für die Erklärung
der Himmelsfarbe. Das ganze indirekte Sonnenlicht, das unsere Augen erreicht, ist
Streulicht. Da Blau im sichtbaren Spektrum am besten gestreut wird, erscheint uns
der Himmel blau. Natürlich ist das kein reines Blau, da auch noch andere
Farbkomponenten im Streulicht vorhanden sind – allerdings in geringen Ausmaße.
8.2. Wie entsteht ein Regenbogen?
Das Sonnenlicht wird bei beim Eintritt in die Wassertröpfchen durch Brechung und
Dispersion zerlegt und tritt nach einmaliger oder zweimaliger Reflexion an der
Grenzfläche zwischen Wasser und Luft und nochmaliger Brechung aus dem
Wassertröpfchen heraus. Im ersten Fall bildet der einfallende Sonnenstrahl mit dem
ausfallenden einen Winkel von 42°(Hauptregenbogen), im zweiten einen Winkel von
51°(Nebenregenbogen), so dass das Auge die beiden Regenbogen an
verschiedenen Stellen des Himmels sieht.
8.3. Farbaddition (siehe oben) und additive Farbmischung haben unterschiedliche
Bedeutung. Was ist eine additive (1) und was eine subtraktive (2) Farbmischung.
Denke dabei an die Farben des Fernsehers und im Malkasten.
(1) Ist die Farbmischung z.B. beim Fernseher, es gibt die Farben Rot, Blau, Grün
(RGB) mit denen alle anderen Farben darstellbar sind.
(2) Mit den Farben im Malkasten - Magenta, Cyan und Gelb - können die
anderen Farben hergestellt werden.