Viele
Krebse und
Fische bringen, allerdings meist erst nach vielen
Minuten oder selbst
Stunden, ihre
Farbe mit derjenigen der
Umgebung, also des
Sandes oder der
Wasserpflanzen,
[* 8] zwischen denen sie leben, in möglichst nahe Übereinstimmung;
hierbei spielen zwar die
Augen eine
Rolle, denn geblendete
Tiere büßen das
Vermögen dazu ein, jedoch scheint der ganze Vorgang
kein willkürlicher zu sein. Über den
Mechanismus, durch welchen der Farbenwechsel zu stande kommt, vgl.Chromatophoren.
[* 1]
(Dispersion).
[* 9] Durch eine kleine Öffnung b
[* 1]
(Fig. 1) des Fensterladens lasse man ein Bündel
Sonnenstrahlen in ein verdunkeltes
Zimmer eintreten und bedecke die Öffnung mit einem roten
Glas.
[* 10] Das Strahlenbündel ist
nun rot gefärbt und erzeugt auf einem in seinen Weg gestellten weißen Papierschirm einen hellen roten
Fleck bei
d. Stellt man nun ein keilförmig geschliffenes Glasstück oder
Prisma
[* 11] (bei s im
Grundriß dargestellt) in den Weg des Lichtbündels,
so wird dieses von der
Kante des
Keils weg nach dessen dickem Teil zu gebrochen, und der rote Lichtfleck erscheint auf dem
Schirm bei r seitwärts von d. Bedeckt man die Öffnung mit einem violetten
Glase statt mit einem roten,
so erscheint auf dem
Schirm der violette Lichtfleck v weiter zur Seite geschoben als vorhin der rote, und nehmen wir grünes
Glas, so erscheint jetzt der grüne Lichtfleck zwischen den beiden
Stellen r und
v, an welchen der rote und
der violette erschienen waren.
Daraus geht hervor, daß verschiedenfarbige Lichtarten durch das
Prisma verschieden stark
gebrochen werden und zwar das grüne
Licht
[* 12] stärker als das rote, das violette
Licht stärker als das grüne. Läßt man nun ohne Anwendung eines farbigen
Glases
das weiße Sonnenlicht auf das
Prisma fallen, so gewahrt man auf dem
Schirm ein prachtvolles, von r bis
v sich erstreckendes farbiges
Band,
[* 13] welches rot ist an der
Stelle, wo vorhin der rote
Fleck hinfiel, und violett, wo der violette
Fleck sich gezeigt hatte, und in welchem von r bis v der
Reihe nach die
FarbenRot,
Orange, Gelb,
Grün, Hellblau,
Dunkelblau,
Violett wahrgenommen werden.
Dieses Farbenband wird
Spektrum genannt. Aus diesem
Versuch muß geschlossen werden, daß das weiße Sonnenlicht aus verschiedenfarbigen
Lichtstrahlen zusammengesetzt ist; diese werden durch das
Prisma verschieden stark gebrochen, und zwar in der Reihenfolge
vom
Rot bis zum
Violett immer stärker, und, indem sie nach den ihrer Brechbarkeit entsprechenden verschiedenen
Stellen des
Schirms gelangen, voneinander getrennt. Diese Zerlegung des weißen oder überhaupt des zusammengesetzten
Lichts
in seine verschiedenfarbigen
Bestandteile vermöge deren verschiedener Brechbarkeit nennt man Farbenzerstreuung oder
Dispersion. Die einzelnen
Farben des
Spektrums sind nicht weiter zerlegbar; denn fängt man das
Spektrum auf einem mit einem kleinen
Loch versehenen
Schirm AB
[* 1]
(Fig. 2) auf, so daß nur die
Strahlen einer
Farbe durch dasselbe dringen, so werden diese durch ein
zweites
Prisma p bloß abgelenkt, nicht aber von neuem zu einem
Spektrum ausgebreitet.
Die
Farben des
Spektrums sind sonach nicht weiter zerlegbar und werden deshalb einfache oder homogene (auch
monochromatische)
Farben genannt. Jeder einfachen
Farbe entspricht eine bestimmte Brechbarkeit und ist hierdurch eine bestimmte
Stelle im
Spektrum angewiesen. Es gibt so viele einfache
Farben, als es im Bereich des
Spektrums Brechbarkeiten gibt, nämlich
unzählig viele, welche sich in unmerklichen Übergängen zu einem ununterbrochenen Farbenband aneinander schließen;
die
oben aufgezählten sieben
Farben sind nur die Hauptfarbentöne, welche unser
Auge
[* 14] unterscheidet. Wenn das weiße
Licht eine
Mischung ist aus den verschiedenfarbigen
Strahlen des
Spektrums, so müssen dieselben, wenn man sie wieder zusammenfaßt, weißes
Licht geben; in der That, läßt man das
Spektrum auf eine große
Sammellinse l
[* 1]
(Fig. 3) fallen, so vereinigt
dieselbe den von dem
Prisma s ausgehenden farbigen Strahlenfächer auf einem
Schirm bei f zu einem weißen Lichtfleck. Der
Lichtfleck hört aber sofort auf, weiß zu sein, wenn man eine der
Farben aus dem Gemisch wegläßt. Bringt man z. B. ein
schmales, schwach keilförmiges Glasstück vor die
Linse
[* 15] und fängt damit z. B. die roten
Strahlen des
Farbenfächers auf, so werden diese zur Seite gelenkt und erzeugen auf dem
Schirm seitwärts von
f ein rot gefärbtes
Bild;
das
Bildf, in welchem sich jetzt noch die gelben, grünen, blauen und violetten
Strahlen
vereinigen, zweigt nun eine grünliche Mischfarbe. Jener rote und dieser grünliche Farbenton müssen, miteinander gemischt
(was augenblicklich in dem Punkt f geschieht, wenn man den kleinen Glaskeil wieder entfernt oder durch einen zweiten gleichen,
aber entgegengesetzt wirkenden Glaskeil die seitwärts gebrochenen roten Strahlen wieder nach f lenkt), wieder Weiß geben;
denn der eine enthält gerade diejenigen Strahlenarten, welche dem andern zu derjenigen Mischung, die uns als Weiß erscheint,
noch fehlen.
Zwei Farben, welche in dieser Art sich zu Weiß ergänzen, nennt man Ergänzungsfarben oder komplementäre Farben. Indem man
das Glaskeilchen allmählich durch die ganze Länge des Spektrums schiebt, werden immer andre Farben zur
Seite gelenkt, und die beiden Bilder auf dem Schirm zeigen nach und nach eine ganze Reihe komplementärer Farbenpaare. Man findet
auf diese Weise, daß rote und grüne, gelbe und blaue, grünlichgelbe und violette Farbentöne sich gegenseitig zu Weiß ergänzen.
Wird das Spektrum in der oben angegebenen Weise erzeugt, indem man ein durch ein kleines Loch eingelassenes
Bündel Sonnenstrahlen durch ein Prisma ablenkt, so erhält man die einfachen Farben nicht vollkommen voneinander getrennt;
da nämlich jede einfache Farbe ihr eignes Sonnenbild erzeugt, welches der zugehörigen Brechbarkeit entsprechend abgelenkt
ist, so greifen diese Sonnenbilder wegen ihrer runden Gestalt mit ihren Rändern übereinander und vermischen
sich teilweise. Um ein reines Spektrum zu entwerfen, läßt man die Strahlen durch einen schmalen Spalt auf eine von ihm um
mehr als ihre Brennweite entfernte Sammellinse fallen, welche für sich auf einem in geeigneter Entfernung aufgestellten Schirm
ein scharf gezeichnetes Bild des Spaltes entwerfen würde; dicht vor oder hinter die Linse stellt man das
Prisma so, daß seine Kante mit dem Spalt parallel ist.
Jeder einfachen Farbe entspricht alsdann ein abgelenktes Bild des Spaltes, und indem sich die unzähligen schmalen Spaltbilder
nebeneinander legen, werden sie um so weniger übereinander greifen und sonach ein um so reineres Spektrum
bilden, je schmäler der Spalt ist. Ein reines Spektrum erblickt man auch, wenn man durch ein Prisma, sei es mit bloßem Auge,
sei es durch ein Fernrohr,
[* 17] nach einem engen Spalt sieht, welcher mit der Kante des Prismas parallel ist. Betrachtet man aber
auf diese Weise eine weite Öffnung, so würde, wenn man sich dieselbe in lauter schmale, zur Kante des
Prismas parallele Streifen zerlegt denkt, jeder dieser Streifen für sich ein Spektrum geben; indem sich diese Spektren übereinander
legen, entsteht ein in die Länge gezogenes Bild der Öffnung, welches am weniger abgelenkten Ende rot, am stärker
abgelenkten violett, in der Mitte aber, wo sich sämtliche Farben mischen, weiß ist.
In einem auf diese Weise dargestellten reinen Sonnenspektrum gewahrt man eine Reihe feiner, dem Spalt paralleler dunkler Linien,
welche man nach Fraunhofer,
der sie zuerst genauer untersuchte, Fraunhofersche Linien nennt. Sie sind in ungleichen Abständen
über das ganze Spektrum verteilt; viele sind sehr fein und schwieriger wahrnehmbar, andre sind kräftiger
und fallen leichter ins Auge. Ihre Entstehung ist von dem Stoff des Prismas unabhängig, denn sie zeigen sich mit gleichem Aussehen
und in gleicher Anordnung in jedem Sonnenspektrum; sie sind sonach nichts andres als schmale Lücken in der
Farbenreihe des Spektrums, aus deren Vorhandensein geschlossen werden muß, daß die ihnen entsprechenden einfachen Lichtarten
im Sonnenlicht fehlen.
Sie bilden innerhalb der allmählichen Farbenübergänge des Spektrums willkommene Merkzeichen, welche immer denselben einfachen
Lichtarten entsprechen und uns in den Stand setzen, jede Stelle des Spektrums bestimmt zu bezeichnen und jederzeit
mit Sicherheit wieder aufzufinden. Fraunhofer hat acht der hervorragendsten mit den Buchstaben A bis H bezeichnet
[* 16]
(Fig. 4).
Die Linie A liegt im äußersten dunkeln Rot, B im Hochrot, C zwischen Rot undOrange, D zwischen Orange und Gelb, E im Gelbgrün,
F zwischen Grün und Blau, G zwischen Dunkelblau und Violett, die Doppellinie H gegen das Ende des Violetts.
Lichtbrechungsverhältnisse einiger Glassorten und Flüssigkeiten.