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.

7. Test

Prismen, Dispersion und Spektren online üben

Test 7 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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1. FrageMultiple Choice

Wie funktioniert ein Spektrometer mit Prisma?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Es trennt Licht nach Wellenlängen und misst die Ablenkwinkel oder Intensitäten.

  1. Optische Geometrie bestimmen: Ordne Prismenwinkel, Einfallswinkel, Brechungswinkel, Ablenkung, Brechungsindex und Wellenlänge zu.
  2. Brechung und Dispersion anwenden: Aus Position und Stärke der Spektralanteile können Wellenlängen oder Stoffeigenschaften bestimmt werden.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Es trennt Licht nach Wellenlängen und misst die Ablenkwinkel oder Intensitäten. Kontrolliere Winkelmaß, Wellenlänge, Reihenfolge der Farben und Einheiten.

Aus Position und Stärke der Spektralanteile können Wellenlängen oder Stoffeigenschaften bestimmt werden.

2. FrageMultiple Choice

Warum können Spektren zur Stoffidentifikation dienen?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Atome und Moleküle besitzen charakteristische Energieübergänge und damit charakteristische Spektrallinien.

  1. Optische Geometrie bestimmen: Ordne Prismenwinkel, Einfallswinkel, Brechungswinkel, Ablenkung, Brechungsindex und Wellenlänge zu.
  2. Brechung und Dispersion anwenden: Das Linienmuster kann wie ein spektraler Fingerabdruck verwendet werden.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Atome und Moleküle besitzen charakteristische Energieübergänge und damit charakteristische Spektrallinien. Kontrolliere Winkelmaß, Wellenlänge, Reihenfolge der Farben und Einheiten.

Das Linienmuster kann wie ein spektraler Fingerabdruck verwendet werden.

3. FrageMultiple Choice

Was passiert bei einem Absorptionsspektrum?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Bestimmte Wellenlängen werden aus einem sonst kontinuierlichen Spektrum heraus absorbiert.

  1. Optische Geometrie bestimmen: Ordne Prismenwinkel, Einfallswinkel, Brechungswinkel, Ablenkung, Brechungsindex und Wellenlänge zu.
  2. Brechung und Dispersion anwenden: Kühlere Atome oder Moleküle vor einer Lichtquelle können charakteristische Linien entfernen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Bestimmte Wellenlängen werden aus einem sonst kontinuierlichen Spektrum heraus absorbiert. Kontrolliere Winkelmaß, Wellenlänge, Reihenfolge der Farben und Einheiten.

Kühlere Atome oder Moleküle vor einer Lichtquelle können charakteristische Linien entfernen.

4. FrageMultiple Choice

Warum ist die Atmosphärenspektroskopie nützlich?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Absorptionslinien zeigen, welche Gase bestimmte Wellenlängen aufnehmen.

  1. Optische Geometrie bestimmen: Ordne Prismenwinkel, Einfallswinkel, Brechungswinkel, Ablenkung, Brechungsindex und Wellenlänge zu.
  2. Brechung und Dispersion anwenden: So können Bestandteile und Eigenschaften von Atmosphären untersucht werden.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Absorptionslinien zeigen, welche Gase bestimmte Wellenlängen aufnehmen. Kontrolliere Winkelmaß, Wellenlänge, Reihenfolge der Farben und Einheiten.

So können Bestandteile und Eigenschaften von Atmosphären untersucht werden.

5. FrageMultiple Choice

Was ist die Aufgabe eines Kollimators in einem Spektrometer?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Er erzeugt möglichst parallele Lichtstrahlen für eine definierte Winkelmessung.

  1. Optische Geometrie bestimmen: Ordne Prismenwinkel, Einfallswinkel, Brechungswinkel, Ablenkung, Brechungsindex und Wellenlänge zu.
  2. Brechung und Dispersion anwenden: Parallele Strahlen erleichtern die Zuordnung von Ablenkwinkel und Wellenlänge.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Er erzeugt möglichst parallele Lichtstrahlen für eine definierte Winkelmessung. Kontrolliere Winkelmaß, Wellenlänge, Reihenfolge der Farben und Einheiten.

Parallele Strahlen erleichtern die Zuordnung von Ablenkwinkel und Wellenlänge.

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.