Abschnittsübersicht

  • Bild: Experimente zum Thema Licht und Farben Teil 2

    In diesem Kurs "Experimente zum Thema Licht und Farben Teil 2" werden wir verschiedene Experimente zum Thema Licht und Farben ausprobieren. Der Unterschied zum 1. Teil werden andere Experimente und eine andere Experimentierbox sein. Wir werden die Experimente aus der Box aufbauen und durchführen und auch andere Experimente kennenlernen.

    • Kursdauer: 04.09.-23.10.2024

      • 04. September
      • 11. September
      • 18. September
      • 25. September
      • 16. Oktober
      • 23. Oktober

      Die Videokonferenz dazu findet immer mittwochs von 16.30 - 17.30 Uhr statt. In den Ferien machen wir eine Pause, so dass wir 6 experimentelle Mittwoche erleben werden.


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      Besprechungs-ID: 372 668 042 016

      Kennung: bwj2dx

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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. 


    • Gebraucht wird: Farbfolien, weißes Papier

      Bild: Farbfolien
      Experiment:

      • Lege rote Farbfolie auf ein weißes Blatt Papier.
      • Schaue verträumt auf die Farbfolie (ohne Augen zu bewegen).
      • Am Rand der Farbfolie erscheint eine andere Farbe.
      • Wenn du dann die Folie plötzlich wegziehst, erscheint dir die Fläche, auf der die Folie war, andersfarbig.
      • Die Farbe ist hell und zart und verschwindet nach kurzer Zeit wieder.

      Wiederhole das Experiment mit den anderen Farbfolien (aber gönne denen Augen zwischendurch etwas Pause)

    • 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?

    • Die biologische Erklärung für Nachbilder

      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.

    • Komplementärfarben

      Die ursprüngliche Farbe und die Nachbildfarbe nennt man zusammen Komplementärfarben. 

      Bild: Farbkreis

      Im Farbkreis liegen sich die Farben gegenüber, deswegen erzeugen sie einen besonderen Kontrast. Das Mischen von Komplementärfarben führt zu neutralen Farben, Schatten und Schattierungen – oder je nach Farbmodell zu weiß. (später mehr dazu) 

      Bild: Komplementärfarben-Paare

      Nach dem Farbkreis von Itten gilt:

      • Lila ist die Komplementärfarbe von Gelb, so wie Gelb die Komplementärfarbe von Lila ist. 
      • Orange ist die Komplementärfarbe von Blau, so wie Blau die Komplementärfarbe von Orange ist. 
      • Grün ist die Komplementärfarbe von Rot, so wie Rot die Komplementärfarbe von Grün ist.

      Quelle: https://www.exovia.de/journal/komplementaerfarben/

    • Für das Experiment benötigen wir:
      • einen weißen Untergrund (z.B. weißen Blatt Papier),
      • 2 Lichtquellen (z.B. Taschenlampen), 
      • eine grüne Farbfolie, 
      • ein Objekt, 
      • das einen Schatten werfen kann.
      Eine Lichtquelle wird mit der Farbfolie versehen, so dass wir mit farbigem Licht auf ein Objekt scheinen.
      Mit einer zweiten Lichtquelle auf das Objekt wird der Schatten aufgehellt und es ist ein farbiger Schatten in der Komplementärfarbe zum Farbfilter.
      Gleichzeitig erscheint ein gefärbter Schatten in der Filterfarbe. 

      Quelle: https://anthrowiki.at/Farbige_Schatten

      Bild: farbiger und gefärbter Schatten

      Schauen wir uns die verschiedenen Schatten genauer an.


      Jede farbige Folie ist dunkler als eine klare Folie und wirft daher einen Schatten in ihrer Farbe - einen gefärbten Schatten.

      Mit einer farbigen Folie und einer Lichtquelle können wir einen gefärbten Schatten selbst erzeugen.

      Bild: gefärbter Schatten


      Fügen wir ein Objekt hinzu, erhalten wir hinter dem Objekt einen dunklen Schatten, der „Schlagschatten“.

      Bild: Schattenschlag


      Fügen wir nun noch eine zweite Lichtquelle hinzu, erscheint der ursprüngliche dunkle Schatten in der Komplementärfarbe des Farbfilters. Diesen Schatten nennt man farbigen Schatten.

      Bild: farbiger und gefärbter Schatten


      Fügen wir nun noch einen weiteren Farbfilter für die zweite Lichtquelle hinzu, haben wir hinter dem schattenwerfenden Gegenstand, zwei farbige Schatten, jeweils mit den Komplementärfarben und einen Kernschatten.

      Bild: 2 gefärbte Schatten und ein Kernschatten


    • Farbkreisel

      Um sich einen Farbkreisel mit dem Material aus der Box zu bauen, brauchst du:

      • Die runden Farbkartons 
      • Runde Holzkreiselscheibe 
      • Angespitzte Holzkreiselachse 
      • (Erwachsenen mit Bohrmaschine) 

      Die Holzelemente sollten fest zusammen sitzen. Wähle einen großen und einen kleinen Farbkarton und stecke sie ineinander auf den Kreisel. Der Farbanteil lässt sich dabei variieren. 

      Bild: Zusammenstecken und Verdrehen der Farbauflagen auf dem Kreisel

      Bei sehr schneller Drehung des Kreisels erscheint das Mischungsergebnis der Farben. 

      Schnelle Drehung und schönere Mischfarben erhältst du, wenn man den Kreisel in eine Bohrmaschine einspannt.

      Bild: Mischfarben am Kreisel mit Bohrmaschine

    • Farbscheibe

      Mit einer Farbscheibe und Schnur können wir ähnliche Ergebnisse erzielen. 

      Bild: Farbscheibe

      1. Wir zeichnen einen Kreis auf Papier oder Pappe (Hilfsmittel ein Glas oder Becher). 
      2. Wir bemalen den Kreis und schneiden ihn aus. 
      3. Wir machen 2 Löcher und fädeln eine Schnur durch. 
      4. Wir drehen die Scheibe, so dass sich die Schnur zwirbelt. 
      5. Wir ziehen die Schnur auseinander und beobachten die Scheibe.

  • Hervorgehoben
    • Du brauchst: 

      • Die schwarz-weiß gemusterten Farbkartons (halb und halb)
      • Den Kreisel
      • Verschiedene Lichtarten wie Lampen, Tages- oder Sonnenlicht

      Beobachte die Muster auf dem rotierenden Kreisel. 

      Die Muster verschwimmen und dafür erscheinen zarte Farben. 

      Am deutlichsten siehst du die Farben, wenn sich der Kreisel nur noch langsam dreht. Manche Farben flimmern und scheinen über dem Kreisel zu schweben. Andere Farben sind Farbringe auf dem Kreisel, sie ändern ihre Anordnung mit der Drehrichtung.

    • Beleuchtungstechniker beim Theater oder in Filmen verändern die Welt mit verschiedenen Farben. Je nachdem welche Stimmung erzeugt werden soll, beleuchten sie die Bühne oder den Drehort mit andersfarbigem Licht.

      Bild: farbige Beleuchtung

    • Subtraktives Farbmischen

      Aus verwandten Farben entstehen schöne, leuchtende Farben. Aus Komplementärfarben entsteht braun bis schwarz. 

      Bei allen Mischungen ist die gemischte Farbe dunkler als die Ausgangsfarbe. Diese Art des Farbmischens nennt man subtraktiv, weil Folien Licht wegnehmen. Die Farben im Malkasten mischen sich auf die gleiche Weise. 

      Bild: Subtraktives Farbmischen Bild: Subtraktives Farbmischen - Schema

    • Für die nächsten Experimente brauchen wir die Farbfilter, die Farbkartons, ein weißes Blatt Papier, die leere Experimentierschachtel und eine Lichtquelle (z.B. Taschenlampe). 

      Lege die farbigen Kartons vor dich auf den Tisch. 

      Schaue nacheinander durch deine Folien auf die farbigen Kartons.

      Bild: FarbfilterBild: Farbkartons

    • Für das nächste Experiment, stelle die Schachtel zusammen.

      Nimm nun zwei Folien (blau und gelb) und stecke sie in die Schlitze der Schachteln, so dass sich die Folien überlappen. 

      Lege ein weißes Blatt Papier daneben oder du hast einen weißen Tisch. 

      Lass nun eine Lichtquelle durch die Folien scheinen.

      Bild: Subtraktive Farbmischung mit Farbfiltern

    • Additives Farbmischen

      Wir erweitern den Experimentaufbau der subtraktiven Farbmischung um 2 Spiegel und die Spiegelhalter. 

      Wir nutzen die rote und grüne Farbfolie. 

      Positioniere die beiden Spiegel so, dass sie das farbige Licht reflektieren und sich überlagern/überschneiden. 

      Bild: additive und subtraktive Farbmischung

      Welche Farbe entsteht jetzt?

    • Diese Art der Farbmischung nennt man additiv, weil Lichter zusammen kommen. Die entstehende Farbe ist stehts heller als die ursprünglichen Lichter. 

      Bei Komplementärfarben verschwindet die Farbe fast ganz, das Licht wird weiß. 

      Die drei Grundfarben der additiven Farbmischung sind rot, grün und blau, kurz RGB.

      Bild: additive Farbmischung