8.2.3 Dispersion



 

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Dispersion (*)
Dispersion
Wenn die Ausbreitungsgeschwindigkeit in einem Medium von der Frequenz (bzw. Wellenlänge) abhängt, werden Signale, die aus vielen Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen bestehen, zeitlich und räumlich auseinandergezogen. Diesen Effekt nennt man Dispersion.
Dispersion von Licht in einem Prisma
Je größer die Wellenlänge, desto größer die Lichtgeschwindigkeit und desto kleiner der Brechungsindex:

n= c Vakuum c Glas,Farbe .

Kurzwelliges Licht (z.B. blau) wird stärker zum Lot hin gebrochen als langwelliges Licht (z.B. rot). Das Diagramm zeigt die Abhängigkeit des Brechungsindex für versch. Glassorten.
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Abbildung 8.2.130: Abhängigkeit des Brechungsindex n von der Wellenlänge λ für verschiedene Gläser. Leicht rot hinterlegt ist der Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts.  (C)

So entsteht bei einem Prisma, das mit weißem Licht (bestehend aus vielen Farbanteilen) bestrahlt wird, eine Aufspaltung in die versch. Farbanteile. Anderes Beispiel: Regenbogen (entsteht durch Dispersion von Licht in Wassertröpfchen).
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Abbildung 8.2.131: Aufspaltung von Licht in seine Farbanteile mit einem Prisma  (C)



Dispersion von Schall in Eis
Wenn sich im Winter auf einem gefrorenen See plötzlich mit einem Knall ein Riss im Eis bildet, hört man ein Glissando-artiges Geräusch. Ein Knall ist ein Schallereignis, das aus vielen Frequenzen besteht, die sich in Eis unterschiedlich schnell ausbreiten. Man hört zuerst die hohen und dann die tieferen Frequenzen (Anomalie von Eis, in anderen Festkörpern breiten sich tieffrequente Wellen schneller aus).