Prismen, Dispersion und Spektren verstehen

Ein Prisma lenkt Licht an zwei Grenzflächen ab. Weil der Brechungsindex von der Wellenlänge abhängt, können Prismen weißes Licht in seine Spektralfarben zerlegen.

Die Aufgaben passen besonders zu Klasse 9–12 und verbinden Brechungsgesetze mit minimaler Ablenkung, Regenbogen, Spektrometer und Stoffanalyse.

So löst du Aufgaben zu Prismen

  1. Unterscheide Winkel zum Lot, Prismenwinkel, Brechungswinkel und Ablenkwinkel.
  2. Nutze Snellius oder die Minimumformel für den Brechungsindex.
  3. Ordne Wellenlänge, Farbe, Dispersion und Ablenkwinkel richtig zu.
  4. Prüfe Winkelmodus, Einheiten, Spektralreihenfolge und Messunsicherheit.

3. Test

Prismen, Dispersion und Spektren online üben

Test 3 zu Brechung, Prismenwinkel, Dispersion und Spektrometrie mit 5 Aufgaben und Lösungen.

Wähle eine Antwort. Achte auf Winkel zum Lot, Brechungsindex, Prismenwinkel, Wellenlänge, Dispersion und Einheiten.

5 Fragen
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Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Was gilt beim symmetrischen Durchgang durch ein Prisma im Zustand minimaler Ablenkung?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Einfallswinkel und Austrittswinkel sind gleich groß.

  1. Optische Geometrie bestimmen: Ordne Prismenwinkel, Einfallswinkel, Brechungswinkel, Ablenkung, Brechungsindex und Wellenlänge zu.
  2. Brechung und Dispersion anwenden: Der Strahlengang ist bei minimaler Ablenkung symmetrisch zur Winkelhalbierenden des Prismas.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Einfallswinkel und Austrittswinkel sind gleich groß. Kontrolliere Winkelmaß, Wellenlänge, Reihenfolge der Farben und Einheiten.

Der Strahlengang ist bei minimaler Ablenkung symmetrisch zur Winkelhalbierenden des Prismas.

2. FrageMultiple Choice

Welche Beziehung gilt im symmetrischen Minimum für die Brechungswinkel im Prisma?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: r₁ = r₂ = A/2.

  1. Optische Geometrie bestimmen: Ordne Prismenwinkel, Einfallswinkel, Brechungswinkel, Ablenkung, Brechungsindex und Wellenlänge zu.
  2. Brechung und Dispersion anwenden: Die beiden inneren Winkel ergänzen sich zum Prismenwinkel A und sind bei Symmetrie gleich.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet r₁ = r₂ = A/2. Kontrolliere Winkelmaß, Wellenlänge, Reihenfolge der Farben und Einheiten.

Die beiden inneren Winkel ergänzen sich zum Prismenwinkel A und sind bei Symmetrie gleich.

3. FrageMultiple Choice

Wie lautet der Ablenkwinkel beim Prisma allgemein?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: δ = i₁ + i₂ − A.

  1. Optische Geometrie bestimmen: Ordne Prismenwinkel, Einfallswinkel, Brechungswinkel, Ablenkung, Brechungsindex und Wellenlänge zu.
  2. Brechung und Dispersion anwenden: Die gesamte Richtungsänderung ergibt sich aus den beiden äußeren Winkeln und dem Prismenwinkel.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet δ = i₁ + i₂ − A. Kontrolliere Winkelmaß, Wellenlänge, Reihenfolge der Farben und Einheiten.

Die gesamte Richtungsänderung ergibt sich aus den beiden äußeren Winkeln und dem Prismenwinkel.

4. FrageMultiple Choice

Wie lautet die Brechungsindexformel beim Minimum der Ablenkung in Luft?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: n = sin((A + δ_min)/2) / sin(A/2).

  1. Optische Geometrie bestimmen: Ordne Prismenwinkel, Einfallswinkel, Brechungswinkel, Ablenkung, Brechungsindex und Wellenlänge zu.
  2. Brechung und Dispersion anwenden: Bei symmetrischem Strahlengang sind die Einfalls- und Brechungswinkel durch A und δ_min bestimmt.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet n = sin((A + δ_min)/2) / sin(A/2). Kontrolliere Winkelmaß, Wellenlänge, Reihenfolge der Farben und Einheiten.

Bei symmetrischem Strahlengang sind die Einfalls- und Brechungswinkel durch A und δ_min bestimmt.

5. FrageMultiple Choice

Warum ist das Minimum der Ablenkung für die Messung des Brechungsindex nützlich?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Weil der symmetrische Strahlengang die Auswertung vereinfacht und reproduzierbar macht.

  1. Optische Geometrie bestimmen: Ordne Prismenwinkel, Einfallswinkel, Brechungswinkel, Ablenkung, Brechungsindex und Wellenlänge zu.
  2. Brechung und Dispersion anwenden: Bei minimaler Ablenkung sind die inneren und äußeren Winkel eindeutig miteinander verknüpft.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Weil der symmetrische Strahlengang die Auswertung vereinfacht und reproduzierbar macht. Kontrolliere Winkelmaß, Wellenlänge, Reihenfolge der Farben und Einheiten.

Bei minimaler Ablenkung sind die inneren und äußeren Winkel eindeutig miteinander verknüpft.

Prismen und Dispersion FAQ

Was ist Dispersion?

Dispersion ist die Abhängigkeit des Brechungsindex von der Wellenlänge. Dadurch werden Farben unterschiedlich stark abgelenkt.

Welche Farbe wird im normalen Glas stärker abgelenkt?

Violettes beziehungsweise blaues Licht wird meist stärker als rotes Licht abgelenkt.

Gibt es Lösungen zu allen Aufgaben?

Ja. Jede Aufgabe enthält eine richtige Antwort, eine Erklärung und drei nachvollziehbare Lösungsschritte.