II. Die Spektralanalyse
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3. Die Konstruktion der Spektralapparate.
Die Zerlegung oder Dispersion des Lichtes nach den Wellenlängen bzw.
den Spektralfarben kann mit Hilfe von zwei Dispersionsmitteln erreicht
werden: den Prismen und den Beugungsgittern, und man unterscheidet dem
nach Prismen- und Gitterspektroskope, von denen zunächst die ersteren be
schrieben werden sollen.
Die Prismen. Der Durchgang des Lichtes durch ein einfaches Prisma
ist in Abschnitt I ausführlich dargelegt worden. Der violette Strahl wird
(Abb. 5) stärker abgelenkt als der rote. Die Differenz der Richtung beider
Strahlen ist der Dispersionswinkel, dessen Größe, vorausgesetzt, daß das
Licht im Minimum der Ablenkung durch das Prisma geht, allein vom
Brechungskoeffizienten n des Glases und vom brechenden Winkel P des
Prismas abhängt. Die stärkste Dispersion, etwa dreimal soviel wie das ge
wöhnliche Kronglas (n = 1.5)
gibt das schwere Flintglas
(n — 1.6 bis 1.8), das stark blei
haltig und daher spezifisch sehr
schwer ist. Die schwersten Glä
ser dieser Art sind jedoch so stark
gelb gefärbt, daß violettes und
blaues Licht gar nicht mehr hin
durchgeht, wodurch eine obere
Grenze für die Dispersion ge
setzt ist. Den brechenden Win
kel kann man aber auch nicht
beliebig vergrößern, da dann
die Strahlen immer schräger ein- und austreten, bis schließlich gar kein Licht
mehr in das Prisma fällt.
Die Praxis hat gelehrt, daß man bei schweren Flintgläsern den brechen
den Winkel P kaum größer als 60° nehmen darf. Die Ablenkung für die
gelben Strahlen beträgt dann etwa 50° bis 60° und die Dispersion zwischen
Rot und Violett rund 3°. Will man stärkere Dispersionen erzielen, so kann
man dies durch die Verwendung mehrerer derartiger Prismen oder durch
die Kombination von Prismen verschiedener Glassorten erreichen.
Im ersten Falle bringt man die Prismen so an, daß das Licht durch
alle hindurchgehen muß. Jedes Prisma liefert dann annähernd immer wieder
dieselbe Dispersion zu der bereits vorhandenen hinzu, so daß z. B. vier
Prismen eine viermal so starke Dispersion geben wie ein Prisma. Die oben
stehende Abb. 29 erläutert den Gang des Lichtes durch ein solches System.
Eine Grenze für die Vermehrung der Prismen ist hierbei durch den Um
stand gegeben, daß sich diese schließlich zum Kreise zusammenschließen.
Aber auch dann kann man die Dispersion noch auf das Doppelte vermehren,
indem man das Licht noch einmal durch die Prismen zurückschickt. Auf
der letzten Fläche des letzten Prismas ist in diesem Falle ein totalreflek
tierendes Prisma angekittet (Abb. 30); das Licht wird hierdurch gezwungen,
durch die obere Hälfte der Prismen den ganzen Weg noch einmal zurück-
Scheiner-Graff, Astrophysik. 3. Aufl. 3
Abb. 29. Lichtzerstreu
ung in mehreren
Prismen.
Abb. 30. Verwendung der
totalen Reflexion zur
Lichtumkehr.