Versuchsaufbau und Material
Im folgenden Experiment soll ein Reagenzglas in ein Gefäß mit Speiseöl gestellt und anschließend auch mit Speiseöl gefüllt werden. Dazu benötigst du folgendes Material
- Rapsöl oder Sonnenblumenöl
- Reagenzglas aus Borosilikat (z.B. mit Aufdrucken wie Schott oder Duran)
- größeres, durchsichtiges Gefäß (im Idealfall rechteckig)
- Stativmaterial
Befestige das Reagenzglas mit dem Stativmaterial wie in Abb. 1 so, dass es im inneren des größeren Behälters knapp über dem Boden hängt.
Versuchsdurchführung
Im ersten Teil des Versuchs füllst du zunächst das größere Gefäß soweit mit Rapsöl, sodass ein gutes Stück des Reagenzglases mit Öl umgeben ist. Nach evtl. kurzem Warten, um entstandene Luftblasen aufsteigen zu lassen, füllst du nun auch langsam und vorsichtig das Reagenzglas. Versuche dabei das Öl am Innenrand des Reagenzglases nach unten laufen zu lassen, das verhindert Luftblasen.
Im zweiten Teil wiederholst du den vorherigen Versuch, verwendest diesmal aber einfaches Leitungswasser anstatt Öl.
Hinweis: Ein stummes Versuchsvideo mit passender Aufgabe findest du hier.
Durchführung und Erklärung im Video
Versuchsbeobachtung
Im ersten Versuchsteil ist das Reagenzglas zunächst gut zu sehen. Auch wenn Öl in den äußeren Behälter gefüllt wird und das Reagenzglas von Öl umgeben ist, kannst du es weiter gut erkennen. Füllst du jedoch auch das Innere des Reagenzglases mit Öl, so verschwindet es für deine Augen, du kannst es nicht mehr sehen.
Im zweiten Versuchsteil kannst du das Reagenzglas immer sehen, egal ob es nur von Wasser umgeben oder auch mit Wasser gefüllt ist.
Erklärung des Phänomens
Bevor wir uns die Wirkung des Öls verständlich machen können, müssen wir zunächst klären, warum du das Reagenzglas überhaupt sehen.
Sichtbarkeit des Reagenzglases
Sehen kannst du das Reagenzglas, weil es die geradlinige Ausbreitung des von hinten kommenden Lichtes und damit das Bild des Hintergrundes "stört". Diese Störung findet statt, da das Reagenzglas Licht reflektiert, bricht und streut. Dies geschieht nämlich am Übergang von zwei Medien mit unterschiedlicher optischen Dichte (Brechzahl), also z.B. am Übergang vom Borosilikatglas des Reagenzglases in die Luft, mit der das Reagenzglas zu Beginn gefüllt ist.
Warum verschwindet das Reagenzglas im Öl?
Wird das Reagenzglas mit Öl gefüllt, finden keine Übergänge mehr zwischen Reagenzglas und Luft, sondern nur noch Übergänge zwischen Reagenzglas und Öl statt. Da Borosilikatglas (Material des Reagenzglases) und Öl sehr ähnliche optische Dichten besitzen, findet hier keine Brechung, Streuung oder Reflexion mehr statt. Das Licht passiert das Reagenzglas einfach ungestört. Daher kannst du das Reagenzglas nun nicht mehr sehen (vgl. Abb. 3).
Warum verschwindet das Reagenzglas nicht im Wasser?
Borosilikat und Wasser haben hingegen unterschiedliche optische Dichten. Daher finden an den Übergängen von Wasser ins Reagenzglas und vom Reagenzglas ins Wasser weiterhin Brechung, Streuung und Reflexion statt. Dies stört die geradlinige Ausbreitung des Lichtes und du kannst das Reagenzglas daher weiterhin sehen.