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Achromatismus
(Achromasie, griech., »Farblosigkeit«),
Ablenkung des weißen Lichts durch Prismen und Linsen ohne Zerlegung desselben in seine farbigen Bestandteile. Läßt man Sonnenstrahlen auf ein keilförmiges Glasstück (Prisma) [* 2] fallen, so werden dieselben nicht nur abgelenkt, sondern zugleich zu einem farbigen Strahlenfächer ausgebreitet, so daß statt eines weißen Lichtflecks auf der gegenüberstehenden Wand ein in den Regenbogenfarben prangender Lichtstreif, das Spektrum, erscheint (s. Farbenzerstreuung). [* 3]
Die Entfernung dieses Spektrums von der Stelle, wo jener weiße Lichtfleck hätte erscheinen sollen, kann nun als Maß für die durch das Prisma hervorgebrachte Ablenkung gelten, die Länge des Spektrums als Maß für die Fähigkeit des Prismas, das weiße Licht [* 4] in seine farbigen Bestandteile zu zerlegen, oder für seine Farbenzerstreuung. Bringt man nun hinter den Glaskeil einen zweiten ganz gleichen, jedoch so, daß er seine Schneide nach der entgegengesetzten Seite wendet, so lenkt derselbe das Lichtbündel wieder zurück an seine ursprüngliche Stelle und schiebt den Farbenfächer wieder zusammen; auf der Wand erscheint daher ein weißer Lichtfleck in der Richtung der einfallenden Strahlen; das zweite Prisma hat also die durch das erste hervorgebrachte Farbenzerstreuung, zugleich aber auch die Ablenkung wieder rückgängig gemacht. Um nur die Farbenzerstreuung, nicht aber auch die Ablenkung aufzuheben, müßte man dem ersten Prisma ein zweites entgegenwirken lassen, welches für sich allein ein ebenso langes Spektrum entwirft, dasselbe aber weniger ablenkt; dieses Prisma würde den aus dem ersten tretenden Farbenfächer wieder zu einem weißen Strahlenbündel ¶
forlaufend
Textfigur:
Achromatische Linse.
zusammenfalten, jedoch nicht ganz in die ursprüngliche Richtung zurücklenken. Besteht das erste Prisma aus gewöhnlichem Glas [* 6] (Crownglas), so kann man ein zweites mit den verlangten Eigenschaften aus Flintglas herstellen. Ein Flintprisma gibt nämlich ein etwa doppelt so langes Spektrum wie ein Crownprisma, wenn der Winkel [* 7] an der Kante bei beiden gleich groß ist, jedoch bei weitem nicht die doppelte Ablenkung. Nimmt man daher ein Flintprisma, dessen Winkel etwa halb so groß ist wie derjenige des Crownprismas, so bringt dasselbe zwar ein ebenso langes Spektrum, aber eine beträchtlich geringere Ablenkung hervor als dieses und wird daher, mit ihm in entgegengesetzter Lage vereinigt, die Farbenzerstreuung desselben beseitigen, die Ablenkung dagegen zwar vermindern, jedoch nicht völlig aufheben.
Die Vereinigung beider Prismen bildet nun ein Prisma ohne Farbenzerstreuung oder ein
achromatisches (farbloses) Prisma, welches
auf dem Schirm einen zur Seite gelenkten weißen Lichtfleck erzeugt. Infolge der ungleichen Brechbarkeit verschiedenfarbiger
Strahlen vermag eine gewöhnliche Sammellinse die Strahlen, welche von einem Punkt ausgehen, nicht wieder
genau in einem Punkt zusammenzufassen; denn die stärker gebrochenen blauen Strahlen werden sich in einem der Linse
[* 8] näher gelegenen,
die weniger brechbaren roten erst in einem entferntern Punkt vereinigen.
Die Bilder, welche eine solche Linse entwirft, sind daher nicht scharf begrenzt, sondern von farbigen Säumen
umgeben. Man nennt diesen Fehler die Farbenabweichung (chromatische Aberration) der Linsen. Ein Fernrohr
[* 9] oder ein Mikroskop,
[* 10] aus
solchen Linsen zusammengesetzt, würde wegen der Undeutlichkeit seiner Bilder nur geringen Wert besitzen. Wirklich brauchbare
Linsenfernrohre herzustellen, war nicht eher möglich, als bis es gelungen war, Linsen ohne Farbenabweichung
(
achromatische Linsen) zu verfertigen.
Das
achromatische Prisma zeigt uns den Weg, auf welchem diese für die praktische Optik hochwichtige Aufgabe gelöst worden
ist. Um nämlich die Farbenzerstreuung einer Sammellinse aus Crownglas (AB,
[* 5]
Fig.) aufzuheben, bringen wir unmittelbar hinter
sie eine Zerstreuungslinse aus Flintglas (CD), welche nur eine halb so große Ablenkung, aber die gleiche
Farbenzerstreuung wie jene hervorbringt und zwar beides in entgegengesetztem Sinn wie jene. Der weiße Lichtstrahl L wird von der
Crownglaslinse in einen Farbenfächer ausgebreitet, dessen roter Strahl die Achse in dem entferntern Punkt p, dessen violetter
Strahl sie in dem nähern Punkt v trifft.
Durch die Flintglaslinse werden die Strahlen wieder von der Achse weggelenkt und zwar dieser um so viel stärker als jener,
daß beide miteinander und mit den zwischenliegenden Strahlen des Farbenfächers zu einem weißen Strahl vereinigt die Achse
in dem entferntern Punkt p' schneiden. Die beiden Linsen miteinander vereinigt (sie werden häufig mittels
eines durchsichtigen Kittes, nämlich mit Kanadabalsam, zu einem Stück zusammengekittet) bilden nun eine
achromatische Linse,
welche alle von einem weißen Punkt ausgehenden Strahlen auch wieder zu einem weißen Bildpunkt vereinigt.