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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.

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Prismen, Dispersion und Spektren online üben

Test 6 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
0/5 Fragen0 %
Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Ein Prisma besitzt A = 60° und δ_min = 40°. Wie groß ist n ungefähr?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: 1,53.

  1. Optische Geometrie bestimmen: Ordne Prismenwinkel, Einfallswinkel, Brechungswinkel, Ablenkung, Brechungsindex und Wellenlänge zu.
  2. Brechung und Dispersion anwenden: n = sin(50°)/sin(30°) ≈ 0,766/0,5 ≈ 1,53.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 1,53. Kontrolliere Winkelmaß, Wellenlänge, Reihenfolge der Farben und Einheiten.

n = sin(50°)/sin(30°) ≈ 0,766/0,5 ≈ 1,53.

2. FrageMultiple Choice

Ein Lichtstrahl tritt mit i = 30° von Luft in Glas mit n = 1,5. Wie groß ist r ungefähr?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: 19,5°.

  1. Optische Geometrie bestimmen: Ordne Prismenwinkel, Einfallswinkel, Brechungswinkel, Ablenkung, Brechungsindex und Wellenlänge zu.
  2. Brechung und Dispersion anwenden: sin(r) = sin(30°)/1,5 = 1/3; r ≈ 19,5°.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 19,5°. Kontrolliere Winkelmaß, Wellenlänge, Reihenfolge der Farben und Einheiten.

sin(r) = sin(30°)/1,5 = 1/3; r ≈ 19,5°.

3. FrageMultiple Choice

Ein Prisma hat im Minimum A = 60° und n = 1,5. Welche Ablenkung ist ungefähr zu erwarten?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Etwa 37°.

  1. Optische Geometrie bestimmen: Ordne Prismenwinkel, Einfallswinkel, Brechungswinkel, Ablenkung, Brechungsindex und Wellenlänge zu.
  2. Brechung und Dispersion anwenden: δ_min = 2·arcsin(n·sin(A/2)) − A = 2·arcsin(0,75) − 60° ≈ 37°.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Etwa 37°. Kontrolliere Winkelmaß, Wellenlänge, Reihenfolge der Farben und Einheiten.

δ_min = 2·arcsin(n·sin(A/2)) − A = 2·arcsin(0,75) − 60° ≈ 37°.

4. FrageMultiple Choice

Rotes Licht hat λ = 650 nm, violettes Licht λ = 400 nm. Welche Wellenlänge wird bei normaler Dispersion stärker abgelenkt?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: 400 nm, also violettes Licht.

  1. Optische Geometrie bestimmen: Ordne Prismenwinkel, Einfallswinkel, Brechungswinkel, Ablenkung, Brechungsindex und Wellenlänge zu.
  2. Brechung und Dispersion anwenden: Kürzere sichtbare Wellenlängen besitzen in normaler Dispersion meist einen größeren Brechungsindex.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 400 nm, also violettes Licht. Kontrolliere Winkelmaß, Wellenlänge, Reihenfolge der Farben und Einheiten.

Kürzere sichtbare Wellenlängen besitzen in normaler Dispersion meist einen größeren Brechungsindex.

5. FrageMultiple Choice

Warum muss man bei Winkelformeln des Prismas den Taschenrechner auf Grad stellen, wenn Winkel in Grad gegeben sind?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Weil sonst Gradwerte als Bogenmaß interpretiert werden und falsche Ergebnisse entstehen.

  1. Optische Geometrie bestimmen: Ordne Prismenwinkel, Einfallswinkel, Brechungswinkel, Ablenkung, Brechungsindex und Wellenlänge zu.
  2. Brechung und Dispersion anwenden: Sinus, Kosinus und Arkussinus müssen mit dem angegebenen Winkelmaß konsistent verwendet werden.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Weil sonst Gradwerte als Bogenmaß interpretiert werden und falsche Ergebnisse entstehen. Kontrolliere Winkelmaß, Wellenlänge, Reihenfolge der Farben und Einheiten.

Sinus, Kosinus und Arkussinus müssen mit dem angegebenen Winkelmaß konsistent verwendet werden.

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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.