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Licht und Farben

Storyboard

Eine der Eigenschaften des Lichts ist seine Farbe. Dies hängt mit der Frequenz der Welle zusammen und ist proportional zur Energie des Photons, das Licht in seiner Korpuskularbeschreibung darstellt.

>Modell

ID:(759, 0)



Regenbogen

Definition

Wenn Sie einen Regenbogen beobachten, werden Sie feststellen, dass es tatsächlich mehrere Regenbögen gibt und dass die Farbsequenz sich verschiebt: von Blau nach Rot und dann von Rot nach Blau und so weiter.

ID:(1844, 0)



Das Spektrum

Bild

Da der Brechungswinkel von der Frequenz oder Wellenlänge des Lichts im Glas abhängt, kann ein Prisma verwendet werden, um das Licht in seine verschiedenen Farben zu zerlegen.

Dies führt zu dem, was wir als Lichtspektrum bezeichnen.

ID:(6972, 0)



Das Licht und seine Farben

Notiz

Ein Regenbogen zeigt uns, dass das Licht, das ihn erhellt, in mehrere Farben zerlegt wird. Tatsächlich kann man bei genauer Beobachtung erkennen, dass es mehrere Regenbogen gibt.

Dies liegt daran, dass jede Wassertropfen als ein kleines kreisförmiges Prisma fungiert, was mehrere Brechungen ermöglicht und so mehrere Regenbogen erzeugt.

ID:(1625, 0)



Spektrum nach Newton

Zitat

Newton verwendete ein Prisma, um Licht in seine Bestandteile zu zerlegen, in der Überzeugung, dass er eine begrenzte Anzahl von Farben identifizieren konnte:

ID:(1682, 0)



Sir Isaac Newton

Übung

Der erste, der die Struktur des Lichts als eine physikalische Erscheinung verstand, war Sir Isaac Newton.

Sir Isaac Newton
(1643-1727)

Mit einem sehr einfachen Experiment zeigte er, dass weißes Licht aus verschiedenen Farben zusammengesetzt ist. Er glaubte jedoch, dass die Anzahl der Farben diskret war, wie in seiner Grafik dargestellt, die seine Beobachtungen verdeutlicht.

ID:(6971, 0)



Die Realität der Dinge

Gleichung

Die Farben, die wir sehen, entsprechen nicht immer zwangsläufig der Realität. Unsere Augen erfassen Licht und erzeugen elektrische Impulse basierend auf der Menge an blauem, rotem und grünem Licht, das wir wahrnehmen. Allerdings entspricht die Intensität nicht immer den realen Proportionen, was dazu führt, dass unsere Wahrnehmung von der Realität abweichen kann:

ID:(12676, 0)



Licht und Farben

Storyboard

Eine der Eigenschaften des Lichts ist seine Farbe. Dies hängt mit der Frequenz der Welle zusammen und ist proportional zur Energie des Photons, das Licht in seiner Korpuskularbeschreibung darstellt.

Variablen

Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$n$
n
Air-Lens Brechungsindex
-
$\lambda_m$
lambda_m
Largo de onda de la luz en un medio
nm
$c$
c
Lichtgeschwindigkeit
m/s
$v$
v
Lichtgeschwindigkeit im Medium
m/s
$\lambda$
lambda
Lichtwellenlänge
m
$\epsilon$
e
Photon energy
J
$\nu$
nu
Photon Frequency
Hz
$h$
h
Planck Konstante
Js

Berechnungen


Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden



Gleichungen

Da die Frequenz das Reziprokum der Zeit f r eine Schwingung ist:

$\nu=\displaystyle\frac{1}{T}$



bedeutet dies, dass die Lichtgeschwindigkeit gleich der Strecke ist, die in einer Schwingung zur ckgelegt wird, das ist die Wellenl nge, geteilt durch die ben tigte Zeit, das ist die Periode:

$c=\displaystyle\frac{\lambda}{T}$



Mit anderen Worten:

equation

Die Energie einer Welle oder eines Teilchens (Photon) des Lichts wird durch

equation=3341

ausgedr ckt. Wenn diese Energie von einem Medium, zum Beispiel einem Vakuum mit der Lichtgeschwindigkeit $c$, in ein anderes Medium mit der Lichtgeschwindigkeit $c_m$ bergeht, folgt daraus, dass die Frequenz des Lichts unver ndert bleibt. Allerdings bedeutet dies, dass sich die Wellenl nge ndern muss, da die Lichtgeschwindigkeit gleich dem Produkt aus Frequenz und Wellenl nge ist, wie in der Gleichung

equation=3953

ausgedr ckt wird.

Daher kann, wenn wir eine Wellenl nge des Lichts in einem Medium $\lambda_m$ und im Vakuum $\lambda$ betrachten, der Brechungsindex definiert werden als

equation=3192

und kann wie folgt ausgedr ckt werden:

$n=\displaystyle\frac{c}{c_m}=\displaystyle\frac{\lambda\nu}{\lambda_m\nu}=\displaystyle\frac{\lambda}{\lambda_m}$



Mit anderen Worten,

equation


Beispiele

Wenn Sie einen Regenbogen beobachten, werden Sie feststellen, dass es tats chlich mehrere Regenb gen gibt und dass die Farbsequenz sich verschiebt: von Blau nach Rot und dann von Rot nach Blau und so weiter.

Bild

Die Farbe des Lichts ist mit seiner der Photon Frequency ($\nu$) verbunden, und es gibt eine direkte Beziehung zwischen dieser Frequenz und die Photon energy ($\epsilon$):

kyon

wobei die Planck Konstante ($h$) einen Wert von $6,62\times 10^{-34} , \text{Js}$ hat.

Da der Brechungswinkel von der Frequenz oder Wellenl nge des Lichts im Glas abh ngt, kann ein Prisma verwendet werden, um das Licht in seine verschiedenen Farben zu zerlegen.

image

Dies f hrt zu dem, was wir als Lichtspektrum bezeichnen.

Der Brechungsindex, dargestellt als $n$, wird als das Verh ltnis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, dargestellt als $c$, zur Lichtgeschwindigkeit im Medium, dargestellt als $c_m$, definiert:

kyon

Das Photon wird als Welle beschrieben, und der Photon Frequency ($\nu$) steht in Beziehung zu ERROR:8439 durch die Lichtgeschwindigkeit ($c$), gem der folgenden Formel:

kyon

Diese Formel entspricht der mechanischen Beziehung, die besagt, dass die Wellengeschwindigkeit gleich der Wellenl nge (zur ckgelegte Strecke) geteilt durch die Schwingungsperiode ist, oder umgekehrt proportional zur Frequenz (dem Kehrwert der Periode).

Wenn $n$ der Brechungsindex in einem Medium ist und $\lambda$ die Wellenl nge im Vakuum ist, wird die Wellenl nge $\lambda_m$ beim Propagieren im Medium sein

kyon

Ein Regenbogen zeigt uns, dass das Licht, das ihn erhellt, in mehrere Farben zerlegt wird. Tats chlich kann man bei genauer Beobachtung erkennen, dass es mehrere Regenbogen gibt.

bild

Dies liegt daran, dass jede Wassertropfen als ein kleines kreisf rmiges Prisma fungiert, was mehrere Brechungen erm glicht und so mehrere Regenbogen erzeugt.

Newton verwendete ein Prisma, um Licht in seine Bestandteile zu zerlegen, in der berzeugung, dass er eine begrenzte Anzahl von Farben identifizieren konnte:

image

Der erste, der die Struktur des Lichts als eine physikalische Erscheinung verstand, war Sir Isaac Newton.

image

Sir Isaac Newton
(1643-1727)

Mit einem sehr einfachen Experiment zeigte er, dass wei es Licht aus verschiedenen Farben zusammengesetzt ist. Er glaubte jedoch, dass die Anzahl der Farben diskret war, wie in seiner Grafik dargestellt, die seine Beobachtungen verdeutlicht.

Die Farben, die wir sehen, entsprechen nicht immer zwangsl ufig der Realit t. Unsere Augen erfassen Licht und erzeugen elektrische Impulse basierend auf der Menge an blauem, rotem und gr nem Licht, das wir wahrnehmen. Allerdings entspricht die Intensit t nicht immer den realen Proportionen, was dazu f hrt, dass unsere Wahrnehmung von der Realit t abweichen kann:

image


>Modell

ID:(759, 0)