Dispersionsprisma - Goethe-Prisma - 6 cm lang

Dispersionsprismen haben eine ganz wunderbare Eigenschaft. Scheint die Sonne auf ein solches Prisma, wird das Licht gebrochen und auf der anderen Seite des Prismas fächert sich das Licht in die Spektralfarben auf, so dass die Farben des Regenbogens zu sehen sind: Violett, Indigo, Blau, Grün, Gelb, Orange bis Rot. Das Prisma ist aus hochwertigem K9-Kristallglas gefertigt, das eine höhere Brechzahl als herkömmliches Glas aufweist.

Berühmt wurden solche gleichschenkligen Dispersionsprismen und der erwähnte Effekt unter anderem auch deshalb, weil die Musikgruppe Pink Floyd eines auf dem Cover ihres Albums "The Dark side of the Moon" präsentierte (s. hier). Es war als eine Hommage an den Erfinder des Schallplattencovers Alex Steinweiss zu verstehen. Der hatte schon 1942 ein Plattencover mit einem ähnlichen Motiv entworfen.

Der Begriff Dispersion stammt aus dem Lateinischen und bedeutet so viel wie zerstreuen oder ausbreiten, denn nichts anderes tut ein solches Prisma: Es fächert Sonnenlicht in Licht unterschiedlicher Farben auf. Die einfachste Form solcher Dispersionsprismen sind dreieckige Prismen wie das hier gezeigte. 

Hält man es vor die Augen, entsteht an jedem Übergang zwischen hell und dunkel ein hübscher farbiger Verlauf. In die Sonne darf man damit natürlich nicht schauen, denn dadurch können die Augen geschädigt werden. Die physikalische Erklärung für dieses wunderschöne optische Phänomen ist ganz einfach: An sogenannten Grenzflächen - also dem Übergang von einem transparenten Medium in ein anderes - wird Licht gebrochen, denn seine Ausbreitungsgeschwindigkeit ändert sich dort.

In der Luft bewegt sich Licht zum Beispiel schneller als in Acryl, Glas oder auch Wasser. Tritt der Lichtstrahl nun in das Prisma ein und danach wieder aus, so ändert sich jeweils seine Ausbreitungsgeschwindigkeit und er wird abgelenkt. Die Ein- und Austrittsflächen sind gegeneinander geneigt, so dass es nach dem Durchgang zu einer Aufspaltung kommt und ein hübsches Spektrum sichtbar wird.

Dies hat folgende Ursache: Sonnenlicht besteht bekanntermaßen aus allen Farben und jede Farbe hat eine für sie typische Wellenlänge. Von dieser Wellenlänge hängt ab, wie stark die Ablenkung ist. Es zeigt sich, dass zum Beispiel Rot viel weniger stark gebrochen wird als Lila. Mit anderen Worten: Kurzwelliges, energiereiches Licht wird stärker abgelenkt als langwelliges und energiearmes.

Woher kommt eigentlich der Name "Goethe-Prisma"?

Johann Wolfgang von Goethe verstand sich selbst als ernsthaften Naturforscher – neben Botanik und Geologie beschäftigte er sich drei Jahrzehnte lang intensiv mit der Farbenlehre und veröffentlichte 1810 sein umfangreiches Werk "Zur Farbenlehre". Anders als Newton, der weißes Licht mit einem Prisma durch einen schmalen Spalt auf eine Leinwand projizierte und daraus schloss, dass sich Licht aus den Spektralfarben zusammensetzt, blickte Goethe direkt durch ein Prisma auf helle und dunkle Flächen. Dabei beobachtete er, dass Farben vor allem an Kontrastkanten zwischen Hell und Dunkel entstehen – für ihn ein Hinweis darauf, dass Farbe nicht nur eine physikalische Eigenschaft des Lichts, sondern auch ein Wahrnehmungsphänomen ist.

Prismen wie dieses gleichschenklige Dispersionsprisma eignen sich besonders gut, um genau dieses Vorgehen nachzuvollziehen: einfach hindurchschauen, statt einen Aufbau mit Spalt und Projektionsfläche zu benötigen. Deshalb hat sich für diese Bauform im Handel der Name "Goethe-Prisma" etabliert. Wer selbst ausprobiert, kann beide Sichtweisen direkt miteinander vergleichen – Newtons klassisches Spektrum ebenso wie Goethes Beobachtungen an Hell-Dunkel-Grenzen.