Abschnittsübersicht

    • Bild: Kursbild_ExperimenteLichtFarben

      In diesem Kurs "Experimente mit Licht und Farben" werden wir verschiedene Experimente zum Thema Licht und Farben ausprobieren. Wir werden zum einen die Experimente aus der Box aufbauen und durchführen, aber auch andere Experimente kennenlernen.

    • Kursdauer: 01.03.-12.04.2024

      Die Videokonferenz dazu findet immer freitags von 17-18 Uhr statt. In den Ferien machen wir eine Pause, so dass wir 6 experimentelle Freitage erleben werden.


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    • Vorstellen

      Mein Name ist Katrin Gerling und ich bin eure Trainerin in diesem Kurs der Webakademie. Ich habe in Magdeburg Ingenieurinformatik studiert und habe anschließend als Softwareentwicklerin gearbeitet. Seit meiner Studienzeit gebe ich Kurse zum Thema Robotik und Programmieren und betreue Teams in der Vorbereitung auf Robotik-Wettbewerbe.

    • Fragen & Antworten

      Wenn Du während des Kurses Fragen haben solltest, kannst du mir gern eine Nachricht schicken über die Sprechblase (Mitteilungen). Ich werde dir so schnell wie möglich antworten. Oder nutze die Zeit in der Videokonferenz zum Fragen. 


    • Was ist Farbe eigentlich?

      Farbe ist ein durch das Auge vermittelter und das Gehirn aufbereiteter Sinneseindruck, der durch Licht hervorgerufen wird, genauer durch die Wahrnehmung elektromagnetischer Strahlung der Wellenlänge zwischen 400 und 780 Nanometern. (Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Farbe)

      Der Farbkreis von Johannes Itten ist wohl die bekannteste Darstellung von Primär- und Sekundärfarben. Hierin wird abgebildet, welche Farbtöne entstehen, wenn man die Primärfarben (Grundfarben: Rot, Gelb und Blau) in unterschiedlichen Verhältnissen miteinander abtönt. (Quelle: https://alpina-farben.de/artikel/farbenlehre/)
      Diese einfache Mischvariante kennen wir auch vom Tuschkasten.

      Bild: Farbkreis_Itten_1961

    • Farbscheibe

      Wir wollen uns eine Farbscheibe basteln. Dafür benötigen wir:

      • Pappe oder dickeres Papier (oder das Papier doppelt nehmen
      • Schere
      • Stifte (rot, orange, gelb, grün, blau, lila)
      • spitzer Gegenstand
      • optional rundes Objekt
      • ca. 50-60cm Schnur/Wolle

      Aus dem Papier/Pappe schneiden wir uns einen Kreis aus. Um einen Kreis auszuschneiden, kannst du ihn vorzeichnen. Nimm ein Glas/Becher/Dose als Hilfsmittel und stelle es auf das Papier/Pappe und mit einem Stift zeichnest du drumherum.

      Anschließend teilst du dir den Kreis in mindestens 6 Teile. Es gehen auch mehr z.B. 8, das lässt sich leichter teilen, dann brauchst du aber mehr Farben.

      Zeichne die Teile des Kreises jeweils mit einer Farbe aus.

      In der Mitte musst du mit ca. 1cm Abstand 2 Löcher machen. Bei Papier funktioniert ein sehr spitzer Bleistift. Sonst lass dir dabei vor einem Erwachsenen helfen.

      Durch die Löcher fädelst du die Schnur. Die Scheibe richtest du so aus, das auf jeder Seite ungefähr gleichviel Schnur ist. Halte jedes Ende jeweils in einer Hand, aber so dass die Schnur locker hängt und die Scheibe etwas durchhängt. Dann kannst du die Scheibe aufwickeln durch etwas schwingen (Kreisbewegung der Hände). Wenn du genug Drehungen hast, kannst du die Schnur straffziehen und die Scheibe dreht sich. 

      Beobachte deine farbige Scheibe. Welche Farbe entsteht bei dir?


    • Aus welchen Farben besteht der schwarze Filzstift?

      In diesem Experiment wollen wir die verschiedenen Farben, die in einem schwarzen Filzstift enthalten sind, sichtbar machen. Dafür benötigen wir: 
      • Teller
      • Filterpapier, Löschpapier oder Papiertaschentücher
      • Schwarzer Filzstift und andere farbige Filzstifte
      • Falls vorhanden Küchenpapier
      • Ein Glas Wasser
      Für die Variante mit Papiertaschentuch:
      Nimm einen Teller. 
      Leg das Papiertaschentuch ausgebreitet darauf.
      Male einen schwarzen Punkt in die Mitte des Papiertaschentuchs (ca. 1cm Durchmesser).
      Reiß eine Ecke von einem Küchenpapier ab und mache es nass, so dass du dass Küchenpapier nun leicht zusammendrücken kannst zu einer Kugel (muss nicht perfekt sein). Achte darauf, das die Kugel immer noch nass ist und du sie nicht zu stark drückst, sonst mache sie nochmal nass.
      Leg diese Kugel auf den schwarzen Punkt und warte ab.

      Für die Variante mit Filterpapier oder Löschpapier:
      Nimm ein Filterpapier (bei einer Kaffeefiltertüte am besten die Prägung abschneiden und an der Falte teilen). In das Papier schneidest du in der Mitte ein Loch. Male die Kante vom Loch mit deinem schwarzen Filzstift an, ca. 1-2mm (Millimeter). Wir brauch nun ein zweites Blatt Filterpapier. (Beim Teilen einer Kaffeefiltertüte, nutzen wir jetzt das übrige Blatt.) Rolle das Papier auf und stecke es in das Loch. Auf einer Seite sollte etwas mehr Papierrolle sein. Das aufgerollte Blatt sollte nun das bemalte Blatt mit Loch halten. Stelle das aufgerollte Papier in ein Wasserglas. Achtung das bemalte Papier darf das Wasser nicht berühren! Warte etwas und beobachte was mit der schwarzen Farbe passiert.


    • Lichtkegel

      Eigentlich komisch, Licht ist hell und trotzdem kann man es nicht immer sehen. Wir wollen herausfinden, wie Licht sichtbar wird.

      Für unser Experiment brauchen wir eine Taschenlampe, einen dunklen Raum und eine helle Fläche (eine Wand oder ein Blatt Papier) auf die wir mit der Taschenlampe leuchten. Probiere es nun selbst aus, schalte deine Taschenlampe an und leuchte auf eine helle Fläche. Was siehst du?

      In den meisten Fällen sehen wir einen hellen Kreis (wie im folgenden Bild), je nachdem welche Form die Taschenlampe ermöglicht.

      Bild: Lichtkreis

      Warum sehen wir nur den Kreis an der Wand und nicht das Licht zwischen Taschenlampe und Wand? 

      Erklärung: Wir können Licht erst dann sehen, wenn es an Objekten wie der Wand reflektiert wird.

      Wenn man etwas Mehl in den Lichtstrahl streut, wird der Lichtkegel der Taschenlampe sichtbar. (Bitte eure Eltern Fragen, wenn ihr es ausprobieren wollt. Nicht die Wohnung dreckig machen zwinkernd )

    • Tanzende Schattenfiguren

      • Benötigt wird:
      • Schattenfiguren aus deiner Experimentierbox
      • eine Lichtquelle (Taschenlampe)
      • eine helle Fläche (Wand oder großes Blatt Papier)
      Halte die Figur so zwischen das Licht und die Fläche, dass ihre Schatten auf der Fläche erscheinen.
      Ergebnis: Je näher du die Figur an die Fläche hältst, desto kleiner wird der Schatten. Umgekehrt werden die Schatten größer, aber unschärfer.

      Bewege die Taschenlampe bzw. Lichtquelle und verändere dadurch die Position und Form des Schattens.
      a) Wie musst du die Lichtquelle halten, damit der Schatten schmal und lang wird oder breit und klein?
      b) Was passiert, wenn wir mit mehreren Lichtquellen auf die Figur leuchten?

      Schattentheater
      Hier ein Beispiel wie ein Schattentheater aussehen kann:
      https://youtu.be/JOZS_Vq6eKw?feature=shared&t=7
    • Sonnenfinsternis

      Eine Sonnenfinsternis ist ein astronomisches Ereignis, bei dem die Sonne von bestimmten Gebieten auf der Erde aus gesehen durch den Mond teilweise oder ganz verdeckt wird.

      Probieren wir es aus eine Sonnenfinsternis (teilweise) nachzustellen. Den Versuchsaufbau siehst du in der Abbildung.

      1. Nimm dir 2 unterschiedlich große Kugeln (Murmeln oder Bälle)
      2. Lege sie in einem Abstand von ca. 20 cm auf den Tisch.
      3. Leuchte mit der Taschenlampe aus ca. 60cm Entfernung auf die kleine Kugel.
      4. Achte auf die größere Kugel. Was passiert?

      Bild: Sonnenfinsternis

    • Sonnenuntergang

      Warum sind Sonnenaufgänge und Sonnenuntergänge so schön farbig?
      Bild: Sonnenuntergang

      Erklärung:

      Steht die Sonne mittags über uns, benötigen die Lichtstrahlen einen kürzeren Weg durch die Atmosphäre, als wenn sie zum Horizont sinkt. Dabei spielen die verschiedenen Wellenlängen des Lichts eine Rolle. Die Lichtwellen stoßen auf dem Weg durch die Atmosphäre mit Gasmolekülen zusammen und ändern dabei ihre Richtung.

      Physiker sagen: Das Licht wird gestreut.
      Bild: Wellenlängen des Lichts

      Die Streuung wirkt wie ein Filter. Je länger die Lichtstrahlen brauchen, um in unser Auge zu treffen, desto mehr blaues und grünes Licht wird herausgefiltert, sodass vor allem rotes Licht übrig bleibt.

      Umgekehrt: Ist der Weg der Wellen relativ kurz, wird hauptsächlich blau gestreut, sodass uns der Himmel am Tag blau erscheint. Wird der Weg durch die Atmosphäre länger – steht die Sonne also tiefer –, verändert sich die Farbe. Das ist abends der Fall, wenn das Rot überwiegt.

      Das nehmen wir als Sonnenuntergang wahr.

      Bild: Skizze zu Sonnenstrahlen

      Umweltverschmutzung erleuchtet den Himmel. Dass bei besonders kitschigen Sonnenuntergängen auch noch der Himmel „brennt“, liegt an den Aerosolen. Das sind kleine Staubpartikel, Rußteilchen, Tröpfchen oder Eiskristalle. Sie werfen das Licht in alle Richtungen zurück. Besonders imposant sind die Sonnenuntergänge nach Vulkanausbrüchen und in der Nähe von Industriezentren – hier werden besonders viele Aerosole produziert.

      Bild: Sonnenuntergang2

      Lass uns einen eigenen Sonnenuntergang erzeugen!


      1. Fülle das Glas mit kaltem Wasser und rühre einen Teelöffel Milch hinein. Halte die Taschenlampe in einem dunklen Raum seitlich ans Glas. Das Wasser sollte blau aussehen.



      2. Halte nun die Taschenlampe so, dass sie durch das Glas in deine Richtung strahlt. Das Licht der Taschenlampe erscheint nun gelb, wie der Sonnenschein.


      3. Gib 2 weitere Teelöffel Milch ins Wasser. Halte die Lampe seitlich ans Glas: Das Wasser ist blau. Halte die Lampe nun wieder so, dass sie durch das Glas in deine Richtung strahlt. Wird das Wasser rosa?



    • Farbfilter

      Der Farbfächer aus unserem Experimentierset besitzt 6 farbige transparente Scheiben. (Empfehlung: Die Tüten für das Experiment entfernen und anschließend die Farbfilter wieder eintüten um Kratzer zu vermeiden.)
      In unserem Experiment werden wir das weiße Licht unserer Taschenlampe mit einer Scheibe in ein farbiges Licht verwandeln und Gegenstände anleuchten oder auf ein weißes Blatt Papier leuchten.
      Bild: TaschenlampeBild: FarbfilterBild: farbiges Licht

      Farbfilter mischen

      Im nächsten Experiment werden wir mehrere Farbfilter übereinanderlegen und mit der Taschenlampe hindurchleuchten.


      Richte den Strahl der Lichtquellen auf die weiße Wand. Beobachte, was passiert, wenn du mehrere Farbkreise auf denselben Punkt richtest.
      Probiere verschiedene Farbkombinationen aus. Was passiert, wenn du alle drei Farben auf denselben Punkt richtest?

      Blaues, rotes und grünes Licht ergeben weißes Licht.
      Blaues und rotes Licht ergibt Magenta (Pink), grünes und rotes Licht ergibt Gelb, grünes und blaues Licht ergibt Cyan (helleres Blau). Blaues, rotes und grünes Licht zusammen ergeben Weiß. (Additive Farbmischung)

      Die gleichen Mischungen mit Wasserfarben ergeben andere Farben: Blau und Rot ergibt Lila, Grün und Rot ergibt Braun, Blau und Grün ergibt Blaugrün. Blau, Rot und Grün ergeben ein dunkles Grau oder Braun. (Subtraktive Farbmischung)

    • Nachbilder

      positives Nachbild

      Hast du schon einmal in die Sonne oder ein anderes helles Licht geblickt und anschließend die Augen geschlossen? Dann hast du sicher den hellen Fleck bemerkt, den du für kurze Zeit immer noch siehst, obwohl die Lichtquelle „verschwunden“ ist. Diese Nachwirkung nennt man Nachbild.

      negatives Nachbild

      Es gibt noch eine andere Art von Nachbildern, die negativen Nachbilder. Am besten probierst du diesen Effekt gleich selbst aus: fixiere für ungefähr 40 bis 60 Sekunden eine farbige Schablone und sieh danach auf eine helle Fläche.

      Was siehst du?


      Folgend noch ein paar Bilder zum fixieren und herausfinden, welche Nachbilder entstehen. Fixiere möglichst den Mittelpunkt des Bildes.


      Spoiler: Das Nachbild ist die Deutschlandflagge.


      Spoiler: Das Nachbild ist die Italienflagge.



      Spoiler: Der Text wird wirklich rot.



      Spoiler: Die schwarzen und weißen Flächen tauschen ihre Farben.

       
      Die biologische Erklärung
      In der Netzhaut unseres Auges befinden sich verschiedene Sehzellen, die man Photorezeptoren nennt und die in Stäbchen und Zapfen unterteilt werden. Die Stäbchen sind für das Hell-Dunkel-Sehen zuständig, und dank den Zapfen können wir Farben wahrnehmen. Es gibt rot-, grün- und blauempfindliche Zapfenarten. Die Photorezeptoren werden in verschiedenen Kombinationen aktiviert und leiten ihre Signale ins Gehirn weiter, wo die Sehinformationen verarbeitet werden.
      Die negativen Nachbilder entstehen durch die „Ermüdung“ einiger Photorezeptoren. Wenn diese für längere Zeit dem gleichen Reiz ausgesetzt sind, erschöpft sich ihr Potential und sie werden inaktiv. Blickt man nun auf eine weiße Fläche, arbeiten die „fitten“ Photorezeptoren wie gewöhnlich, die „müden“ jedoch senden ein inaktives Signal zum Gehirn. So entsteht ein imaginäres Bild in den Komplementärfarben des Originalbildes.

      Wie das positive Nachbild entsteht, ist noch weitgehend unklar. Man vermutet, dass sich die Photorezeptoren an den hellen Reiz gewöhnen und darum die Lichtempfindung noch für kurze Zeit weiter andauert. Dank diesem Effekt werden übrigens bei Kinofilmen die verschiedenen Einzelbilder als zusammenhängend gesehen.

    • Versteckte Bilder

      Mit Farbfiltern lassen sich auch versteckte Bilder sichtbar machen! Nutze einen der Farbfilter und lege ihn über folgendes Bild. Probiere alle Farbfilter aus. Mit welchem Farbfilter funktioniert es am besten.

      Kannst du erkennen, was sich hinter dem Bild verbirgt?

      Bild: Große Box der Experimente - Licht und Farbe

      Probiere es auch bei den beiliegenden Bildern mit roten Kritzeln aus deinem Experimentierkasten.

    • Geschichte der bewegten Bilder

      • ab 1600: Daumenkino
      • ab 1671: Laterna magica (Zauberlaterne)
      • ab 1825: Thaumatrop (Wunderscheibe)
      • ab 1830: Phenakistiskop (Wunderrad)
      • ab 1832: Stroboskop (Blitzgerät)
      • ab 1834: Zoetrop (Wundertrommel)
      • ab 1861: Mutoskop (Stereoanimationsblätterer)
      • ab 1877: Praxinoskop (Elektrischer Schnellseher)
      • ab 1879: Zoopraxiskop (Projektionsgerät für chronofotografisch erzeugte Reihenbilder)
      • ab 1880: Kaiserpanorama (populäres Massenmedium mit stereoskopischen Bilderserien)
      • ab 1886: Elektrotachyscop (Projektionsgerät für Reihenbilder)
      • ab 1891: Kinetoskop (erster Filmbetrachter)
      • ab 1906: Zeichentrickfilme

      Bild: Laterna magica
      Laterna Magica (Zauberlaterne)
      Bild: Mutoskop
      Mutoskop
      Bild: Zoetrop
      Zoetrop (Wundertrommel)
      Bild: Stroboskop
      Durch ein Stroboskop erzeugtes Bild.
      Bild: Praxinoskop
      Praxinoskop
      Bild: Kinetoskop
      Kinetoskop
      Bild: Elektrotachyscop
      Elektrotachyscop
      Bild: Kaiserpanorama
      Kaiserpanorama


    • Phenakistiskop - Das fantastische Wunderrad

      Bild: Phenakistiskop

      Das Phenakistiskop täuscht unsere Sinne, so dass es nach Zauberei aussieht. 

      Es besteht aus einem Griff, auf dem eine Scheibe montiert ist, die sich drehen lässt. Auf der Scheibe sind Zeichnungen von Bewegungsphasen kreisförmig angeordnet. Zwischen den Zeichnungen befinden sich schmale Schlitze. Die Scheibe wird vor einen Spiegel gehalten, so dass die Zeichnungen im Spiegel zu sehen sind. Die dem Betrachter zugewandte Seite der Scheibe ist in der Regel schwarz. Der Betrachter blickt von hinten durch die Schlitze auf den Spiegel, in dem die Zeichnungen sichtbar sind, und setzt die Scheibe in Bewegung. Die durch die Sehschlitze sichtbaren aufeinanderfolgenden Bilder erscheinen für ihn als bewegt. Der Bewegungseindruck entsteht dadurch, dass die Schlitze den Blick auf den Spiegel immer gerade dann freigeben, wenn gerade ein neues Bild im Spiegel an die Position des Vorherigen getreten ist. 

      Es handelt sich dabei um die erste Anwendung der stroboskopischen Bewegung zur Animation von gezeichneten Bildern.


      Experimentaufbau:
      Befestige eine der großen Drehscheiben mit der Schraube am Holzstab.
      Stelle den Spiegel so auf, dass du von hinten durch die Schlitze in den Spiegel schauen kannst. (Es geht auch ein großer Wandspiegel o.ä..)
      Bringe die Scheibe zum Kreisen und blicke von hinten durch die Schlitze in den Spiegel.

      Du siehst bewegte Bilder, wie in einem Film!

    • Thaumatrop

      Ein Thaumatrop (griechisch thauma „Wunder“, trope „Wendung“: Wunderscheibe) besteht aus einer Scheibe mit zwei Fäden, die an zwei sich gegenüberliegenden Punkten am Rand der Scheibe befestigt sind. Durch Verdrehen der Fäden und nachfolgenden Zug an deren Enden wird die Scheibe um die Achse der beiden Fäden in Rotation versetzt. Im Auge des Betrachters verschmelzen die Bilder auf den beiden Seiten der rotierenden Scheibe – eine optische Täuschung.

      Bild: Thaumatrop

      Hier noch eine Bastelanleitung, um ein eigenes Thaumatrop zu erstellen und eine Vorlage um eins selbst zu gestalten.

    • Daumenkino

      Bild: Daumenkino

      Ein Daumenkino ist ein Abblätterbuch, das die stroboskopische Bewegung (Scheinbewegung) zunutze macht und dem Betrachter ermöglicht, eine Sequenz von Einzelbildern als fortlaufende Bildfolge zu betrachten. Durch das schnelle Abblättern einer Ansammlung zusammengehöriger Phasenbilder entsteht im Gehirn die Illusion einer vollständigen Bewegung.

      Hier eine Bastelanleitung für ein Daumenkino zum Ausdrucken und Ausschneiden.

    • Ein wachsender Regenbogen

      Bild: wachsender Regenbogen

      Was brauchen wir:
      • Küchenpapier
      • Stifte in den Regenbogenfarben
      • 2 Gläser mit Wasser


      Erklärung: Küchenpapier hat viele Hohlräume zwischen seinen Fasern. Diese Hohlräume nennt man Kapillare. Die Wasserteilchen verbinden sich mit allem, was sie berühren. So können sie in den Hohlräumen des Küchenpapiers sogar nach oben steigen; als ob sie eine Leiter hochsteigen würden. Die Farbe des Filzstiftes löst sich im Wasser auf und wird vom Wasser mittransportiert. So entsteht unser Regenbogen.

    • Die Regenbogenbrille

      Bild: Regenbogenbrille

      Was brauchen wir:
      • Brille aus der Box
      • Lichtquellen

      Was siehst du? Warum ist das so?

      Erklärung: 
      Mit Hilfe der Multispektralbrille kannst du die einzelnen Farben erkennen, aus denen das Licht einer Lichtquelle zusammengesetzt ist. Sonne, Glühbirne, Kerze, Neonröhre, oder Energiesparlampe haben alle verschiedene Farbspektren.
      Genauso können auch viele Millionen Regentropfen zusammen das weiße Sonnenlicht in alle Farben auftrennen - beim Regenbogen. Oder du benutzt eine gewöhnliche CD, die kann’s auch!
      Doch wie spaltet die Multispektralbrille das Licht auf? Dazu etwas Physik zur Beschaffenheit der Multispektralfolie, die sich an Stelle der Brillengläser befindet. Und auch etwas Physik zur Wellennatur des Lichts.
      Du schaust durch eine Plastikfolie, in die mehrere Hundert feine Linien pro Millimeter (!) eingeritzt wurden. In der Physik wird dies ein „optisches Gitter“ genannt. Bei eine handelsüblichen Multispektralbrille wurde nicht nur ein solches Gitter in die Folie eingeprägt, sondern gleich ein zweites rechtwinklig zu dem ersten.
      Die eingeritzten Linien streuen das auftreffende Licht.
      Das weiße Licht der Sonne besteht aus unzähligen Lichtwellen von verschiedenen Wellenlängen. Jede Wellenlänge entspricht einer bestimmten Farbe aus dem Regenbogenspektrum. Rotes Licht hat die größte Wellenlänge, dann folgen - mit abnehmenden Werten - gelbes, grünes und schließlich blaues und violettes Licht.
      Bild: Wellenlängen
    • Regenbögen erzeugen

      Ähnlich wie bei der Regenbogenbrille bricht das Licht auch an einem Prisma oder geschliffenem Glas, so dass sich das Licht in seine verschiedenen Farben aufspaltet, da die unterschiedlichen Farben aufgrund ihrer unterschiedlichen Wellenlänge in einem anderen Winkel reflektiert.

      Bild: geschliffenes Glas Bild: Prisma

      Mit einem Spiegel können wir ebenfalls einen Regenbogen erzeugen.

      Bild: Experimentaufbau "Regenbogen erzeugen"

      Wir brauchen:
      • Spiegel
      • Schale
      • Wasser
      • Lichtquelle
      • weiße Wand/Papier

      Was ist zu tun?
      • 1. Stelle den Taschenspiegel in das mit Wasser gefüllte Glas.
      • 2. Stelle beides so hin, dass Sonnenstrahlen auf den Spiegel treffen können.
      • 3. Wenn du jetzt das weiße Blatt Papier im richtigen Winkel darüber hältst, kannst du den Regenbogen darauf einfangen! Vielleicht musst du etwas rumprobieren bis es klappt.

      Erklärung:
      Wir sehen es dem Sonnenlicht normalerweise nicht an, aber es besteht aus sieben verschiedenen Farben. Durch das Wasser wird das Licht gebrochen und so in seine verschiedenen Farben zerteilt. Das sind die Farben, die wir dann in einem Regenbogen sehen: Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett. Sie heißen Spektralfarben.
      In der Natur entstehen Regenbögen wenn es regnet und zugleich die Sonne scheint: die Sonnenstrahlen werden in den kleinen Wassertröpfchen gebrochen.
      Übrigens: falls die Sonne mal nicht scheint, kannst du das Experiment auch mit einer Taschenlampe als Lichtquelle durchführen. Am besten funktioniert es mit warmem Licht.

    • Wie entsteht ein Regenbogen in der Natur?

      Ein Regenbogen entsteht, wenn die Sonne auf einen Regenvorhang scheint. Das Sonnenlicht wird an den Tröpfchen gebrochen, in die verschiedenen Spektralfarben aufgeteilt, reflektiert und wieder gebrochen. Dabei gelangt das meiste Licht in einem Winkel von 42 Grad in unser Auge. Wichtig dabei ist auch die Position: Wir müssen die Sonne im Rücken haben und den Regenvorhang vor uns, damit das Licht im richtigen Winkel gebrochen wird.

      Bild: So entsteht ein Regenbogen Bild: Regentropfen Lichtbrechung

      Video:


  • Hervorgehoben
    • Lichtreflexion mit Spiegel

      Bild: Reflexion an einem Spiegel (Quelle: https://studyflix.de/ingenieurwissenschaften/reflexionsgesetz-4380)

      Der Lichtstrahl trifft im gleichen Winkel auf die Oberfläche, wie er sich auch wieder von ihr entfernt, also reflektiert wird.

      Oft wird auch gesagt: Der Einfallswinkel ist gleich dem Ausfallswinkel.

      Probiere es doch einmal aus. Du brauchst eine Taschenlampe. Damit wir nur einen kleinen Lichtstrahl haben, werden wir die Taschenlampe mit Alufolie oder schwarzem Papier abschirmen und ein kleines Loch mit einer Nadel reinpieken. Halte den kleinen Lichtstrahl in einem schrägen Winkel auf einen Spiegel. Das Licht sollte vom Spiegel reflektiert werden und zwar im gleichen Winkel.

      Bild: Lichtreflexion mit Spiegel (Quelle: http://kas.zum.de/wiki/8b_Reflexion_mit_dem_Spiegel)

    • Lichtreflexion im Wasser

      Bild: Lichtstrahl im Wasser (Quelle: Die besten Experimente für Kinder, Bassermann Verlag)

      Bild: Teil 1

      Bild: Teil 2

      Bild: Teil 3


    • Licht lenken

      Mit Glasfasern können wir Licht umlenken.

      Bild: Glasfasern


    • Tricks mit einer Münze

      1. Die Münze verschwindet

      Bild: Münze verschwindet

      Du brauchst: ein Glas, eine Münze und Wasser

      Lege die Münze unter das Glas 
      -> du kannst die Münze von der Seite sehen

      Fülle Wasser in das Glas und schaue erneut von der Seite in das Glas 
      -> Die Münze ist verschwunden.

      Erläuterung: Geht Licht von Wasser und Glas in Luft über, so werden die Lichtstrahlen an den Grenzflächen gebrochen – und zwar vom Lot, also der Senkrechten, weg. Ein Teil des Lichts wird dabei immer reflektiert. Wasser und Glas bezeichnet man als optisch dichter als Wasser. Diese optische Dichte gibt an, wie stark ein Lichtstrahl gebrochen wird. Sie wird mit der Brechzahl oder dem Brechungsindex angegeben. Je höher die Brechzahl eines Mediums, umso stärker ist die Brechung. Luft hat ungefähr die Brechzahl 1. Wasser hat jedoch einen Brechungsindex von etwa 1,33 und Glas in diesem Fall einen Brechungsindex von ca. 1,5.
      Wie stark der Lichtstrahl gebrochen wird, hängt außerdem davon ab, wie schräg das Licht einfällt. Je schräger der Blickwinkel, desto stärker demnach die Lichtbrechung. In unserem Versuch ist die Münze nur dann zu sehen, wenn man nicht von der Seite, sondern von oben durch das Wasser schaut.
      Totalreflexion tritt übrigens dann auf, wenn man das Glas hochhält und von unten auf die Wasseroberfläche schaut. Hier bildet das Wasser eine Spiegelfläche und die Lichtstrahlen können das optisch dichtere Medium nicht verlassen. Alles wird reflektiert.

      2. Der Stift mi dem Knick
      Bild: Der Stift mit dem Knick Teil1
      Bild: Der Stift mit dem Knick Teil2
      (Quelle: Der Kinderbrockhaus - Noch mehr Experimente - Naturwissenschaften zum Ausprobieren)

      3. Die Münze bewegt sich
      Bild: Magische Münze
      (Quelle: Die besten Experimente für Kinder, Brassemann Verlag)