Monochromatisches Licht (vongriechischmono-chromos, dt. „eine Farbe“) ist im engeren Sinne einfarbiges sichtbares Licht, im allgemeinen Sinneelektromagnetische Strahlung einer genau definiertenFrequenz bzw. Vakuumwellenlänge. Man spricht in diesem Zusammenhang auch vonmonochromatischen Wellen. Die durch monochromatisches Licht im sichtbaren Spektralbereich hervorgerufeneFarbwahrnehmung bezeichnet man als seineSpektralfarbe.^[1]

Perfekte Monochromie ist ein Ideal, das nicht realisiert werden kann. Ein Maß für die Annäherung an dieses Ideal ist dieKohärenzlänge.

Nahezu monochromatisches Licht kann auf unterschiedliche Weise hergestellt werden:Es kann auspolychromatischem Licht mit dessen spektraler Verteilung mittels einesMonochromators ausgefiltert werden. Andererseits können Geräte eingesetzt werden, die Licht atomarerSpektrallinien abgeben.^[1]

EinPrisma zerlegt Licht in Spektralfarben. Fällt nicht-monochromatisches Licht, z. B. Sonnenlicht, durch ein Prisma, so werden seine einzelnen Anteile mit unterschiedlicher Wellenlänge verschieden stark abgelenkt. Kurzwelliges (blaues) Licht wird stärker (normale Dispersion) oder schwächer (anormale Dispersion) als langwelliges (rotes) Licht gebrochen. Da derBrechungsindex des Glases von der Wellenlänge abhängt, tritt das Licht je nach Wellenlänge unter einem anderen Winkel aus dem Prisma aus.^[2]

AnBeugungsgittern, das sind feine Rillen oder Fäden bestimmter Dicke und bestimmten Abstandes, wird einfallendes Licht in alle Richtungen gebeugt. DurchInterferenz entsteht in geeigneten Beugungsrichtungen eine Addition der Strahlenbündel zu praktisch monochromatischem Licht.^[2]

Um monochromatischeRöntgenstrahlung zu erreichen, können kristalline Festkörper genutzt werden. Die Beugung und Interferenz erfolgt hier an den einzelnen, regelmäßig angeordneten Atomen des Kristallgitters.

Einoptischer Filter ist ein selektiv-transparentes Material, das nur für Licht bestimmter Wellenlängen durchsichtig ist und anderes Licht absorbiert. Mithilfe von Filtern, die in einem nur schmalenWellenlängenbereich transparent sind, lässt sich annähernd monochromatisches Licht erzeugen. Solche Filter werden oft alsInterferenzfilter realisiert. Hierbei wird das Prinzip derNewtonschen Ringe genutzt. Durch eine genau definierte Anordnung dünner Schichten lässt sich ausreichend monochromatisches Licht aus polychromatischem (weißem) Licht herausfiltern.^[3]

Atome oder Moleküle können aufgrund von Elektronenübergängen zwischen ihren Energieniveauselektromagnetische Wellen (Photonen) abgeben. Die Energiedifferenz zwischen den beteiligten Niveaus bestimmt die Energie, und somit die Wellenlänge, der entstehenden Strahlung. NachMax Planck gilt hierbei:

${\displaystyle E=\frac{h\cdot c}{\lambda }}$

Die Energieniveaus sindgequantelt. Deshalb existiert nur eine endliche Anzahl von Übergängen, entsprechend sind nur wenige Wellenlängen vertreten. So entsteht bei derEmission einLinienspektrum.

EinLaser strahlt mit einer eng definierten Wellenlänge, die dem Übergang zwischen zwei Energieniveaus entspricht. Laserlicht dieser Spektrallinie ist somit annähernd monochromatisch.^[4]

Gasentladungslampen mit geringem Innendruck erzeugen ebenfalls ein Linienspektrum. Die von der Art des Füllgases abhängigen Linien besitzen eine hohe Konstanz ihrer Lage und sind spektral sehr schmal. Sie werden zur Erzeugung monochromatischer Strahlung eingesetzt. Aufgrund der von äußeren Einflüssen unabhängigen Farbkonstanz dienen solche Spektrallampen sogar als Wellenlängen-Normal.^[5]

1. ↑^abmonochromatisch. In: Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH, Heidelberg, www.spektrum.de. 1998, abgerufen am 5. November 2019. 
2. ↑^abMonochromator. In: Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH, Heidelberg, www.spektrum.de. 1998, abgerufen am 5. November 2019. 
3. ↑Interferenzfilter. In: Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH, Heidelberg, www.spektrum.de. 2019, abgerufen am 5. November 2019. 
4. ↑Laser. In: Patrick Voss-de Haan, Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH, Heidelberg, www.spektrum.de. 2019, abgerufen am 5. November 2019. 
5. ↑Spektrallampe. In: Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH, Heidelberg, www.spektrum.de. 2019, abgerufen am 5. November 2019. 

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