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Lexikon Physik

Dispersion

Die Dispersion (von lat. dispergere „zerstreuen“) ist in der Optik die Abhängigkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts (und damit der Brechzahl eines optischen Mediums) von der Wellenlänge, also der Farbe des Lichts.

Nur im Vakuum tritt keine Dispersion auf, in ihm ist die Lichtgeschwindigkeit für alle Wellenlängen gleich. In allen anderen Ausbreitungsmedien hängt die Ausbreitungsgeschwindigkeit dagegen mehr oder weniger stark von der Wellenlänge ab. Man spricht von normaler Dispersion, wenn die Ausbreitungsgeschwindigkeit mit zunehmender Wellenlänge wächst, wenn also der Brechungsindex mit zunehmender Wellenlänge abnimmt. Solches Verhalten zeigt sich z. B. für sichtbares Licht in Wasser, Glas und Quarz. Beim Durchgang durch ein Prisma aus diesen Materialien wird also das langwellige rote Licht weniger stark abgelenkt als das kurzwellige violette Licht. Schickt man weißes Licht durch ein solches Prisma, so wird es zu einem Spektrum aufgefächert. Im Gegensatz zum Gitterspektrum (Normalspektrum), das bei der Beugung an einem Gitter entsteht, spricht man von einem Dispersionsspektrum. Hier sind die Abstände der Farben nicht gleich, da sich die Brechzahl mit der Wellenlänge nicht gleichmäßig ändert; das Spektrum ist im roten Bereich weniger stark auseinandergezogen als im violetten.

Bei manchen Stoffen wächst in bestimmten Wellenlängenbereichen die Brechzahl mit zunehmender Wellenlänge. In einem solchen Fall spricht man von anomaler Dispersion (von griech. anomos „ohne Gesetz“). Die Wellenlängenbereiche anomaler Dispersion fallen in der Regel mit den Bereichen zusammen, in denen der Stoff das hindurchgehende Licht absorbiert. Anomale Dispersion tritt also vorwiegend an farbigen Medien auf. Lässt man weißes Licht durch ein Prisma aus Material mit anomaler Dispersion hindurchgehen, ergibt sich im betreffenden Wellenlängenbereich ein Spektrum mit umgekehrter Farbenfolge.

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