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Lichtkunde

Warum funkelt ein Diamant und ein gleich geschliffenes Stück Glas nicht? Warum liest man durch einen Calcit jede Schrift zweimal — und warum heißt die Fluoreszenz nach einem Mineral?

Das Feuer des Diamanten ist gerechnet, nicht gezaubert

Licht wird beim Eintritt in einen durchsichtigen Stoff langsamer und ändert dabei seine Richtung. Wie stark, sagt der Brechungsindex. Aus ihm folgt unmittelbar eine zweite Zahl, und die ist die eigentlich interessante: der Grenzwinkel der Totalreflexion. Trifft Licht von innen flacher als dieser Winkel auf die Oberfläche, kommt es nicht hinaus — es wird vollständig zurückgeworfen.

Brechungsindex und GrenzwinkelGrenzwinkelLuft1,00Wasser1,3348,8°Fluorit1,4344,4°Fensterglas1,5241,1°Quarz1,5540,2°Topas1,6238,1°Korund1,7734,4°Zirkon1,9530,9°Diamant2,4224,4°Tabellenwerte für Natriumlicht — ein Brechungsindex gilt immer nur für eine Wellenlänge.

Die Grafik lässt sich seitlich schieben.

Bei Fensterglas liegt dieser Winkel bei rund 41,8°, bei Diamant bei 24,4°. Der Unterschied ist der ganze Trick: Im Diamanten wird viel mehr Licht im Inneren gefangen und muss den Stein durch die Oberseite verlassen — genau dorthin, wo der Betrachter hinsieht. Der Brillantschliff ist nichts anderes als die Geometrie, die aus diesem Winkel folgt: Die Facetten sind so gestellt, dass möglichst wenig Licht unten austritt. Derselbe Schliff in Glas gibt das Licht nach unten ab und wirkt tot.

Dazu kommt die Dispersion: Der Brechungsindex ist für rotes Licht etwas kleiner als für blaues. Deshalb zerfällt weißes Licht im Stein in Farben, und deshalb blitzt ein Brillant bunt statt nur hell. Im Fachhandel heißt das „Feuer“ — es ist dieselbe Physik wie beim Regenbogen, nur auf wenige Millimeter zusammengedrängt.

Zwei Bilder aus einem Kristall

Bei den meisten Mineralen hängt der Brechungsindex von der Richtung ab, in der das Licht durch das Gitter läuft — die Ausnahme sind die kubischen, bei denen alle Richtungen gleich sind (Kristallformkunde). Ist der Unterschied groß genug, wird ein einfallender Strahl in zwei zerlegt, die verschieden schnell laufen und verschieden stark abgelenkt werden. Das heißt Doppelbrechung.

Ein Strahl hinein, zwei herausCalcit (Doppelspat)ein Strahlordentlicher Strahlaußerordentlicher StrahlSchematisch: Die beiden Strahlen laufen im Kristall verschieden schnell und werden deshalb verschieden stark abgelenkt. Wer durch einen klaren Calcit auf eine Schrift sieht, liest sie zweimal.

Die Grafik lässt sich seitlich schieben.

Bei Calcit ist der Effekt so stark, dass man ihn ohne jedes Gerät sieht: Legt man einen klaren Kristall auf eine Schrift, steht sie doppelt da. Deshalb trägt dieses Mineral seinen zweiten Namen — Doppelspat. Dreht man den Kristall, wandert eines der beiden Bilder um das andere herum; das ist der einfachste Nachweis dafür, dass es zwei verschiedene Strahlen sind und nicht ein gespiegeltes Bild.

Steine, die im Dunkeln leuchten

Manche Minerale nehmen Licht auf und geben es in einer anderen Farbe wieder ab — meist unsichtbares Ultraviolett hinein, sichtbares Licht heraus. Der Vorgang heißt Fluoreszenz, und der Name kommt von unserem Fluorit: George Gabriel Stokes prägte ihn 1852 nach genau diesem Mineral. Ein Stein hat hier einer physikalischen Erscheinung ihren Namen gegeben, nicht umgekehrt.

Der Unterschied zur Phosphoreszenz ist die Zeit: Fluoreszenz endet praktisch im selben Augenblick, in dem man die Lampe ausschaltet; Phosphoreszenz klingt nach und kann Minuten dauern. Und beides ist launisch: Es hängt nicht am Mineral, sondern an winzigen Fremdbeimengungen. Nicht jeder Fluorit fluoresziert — zwei Stücke aus derselben Grube können sich verschieden verhalten.

Was unsere Datenbank dazu sagt — und wo sie dünn ist

Für 1.780 Minerale ist die Durchsichtigkeit belegt — durchsichtig, durchscheinend oder undurchsichtig. Das ist die Größe, die im Gelände zuerst auffällt.

Beim Brechungsindex sind wir dünn, und das steht hier statt einer Tabelle: Nur 209 unserer Einträge tragen einen Wert. Diese Seite ist deshalb aus Beispielen gebaut, nicht aus dem Bestand — eine Tabelle über 6.498 Einträge würde Vollständigkeit vortäuschen, die es nicht gibt. Die Werte in der Grafik sind die üblichen Tabellenwerte für Natriumlicht; ein Brechungsindex gilt immer nur für eine Wellenlänge, und bei doppelbrechenden Mineralen gibt es zwei davon.

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Woher das hier stammt

Die Angaben dieser Seite sind am 20.08.2026 an den Fachartikeln zu Brechungsindex, Totalreflexion, Doppelbrechung, Fluoreszenz, Calcit und Brillantschliff geprüft worden. Der Rohtext liegt bei uns als Beleg — kein Satz dieser Seite stammt von dort. Werte zu einzelnen Steinen kommen aus unserer eigenen Datenbank und tragen je Angabe ihre Fundstelle (Quellen). Die Brechungsindizes sind die üblichen Tabellenwerte für Natriumlicht; die Grenzwinkel daneben sind daraus GERECHNET (Arkussinus des Kehrwerts), nicht abgeschrieben.

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