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Versuche

Farben (Heimversuche)

CC0 brigachtal via pixabay
Abb. 1 Ein Regenbogen tritt immer im Doppel auf.
Ein Glas, etwas Wasser, eine Lupe. Untersucht mit einfachen Mitteln die Eigenschaften des Lichtes und entdeckt wie Farben entstehen.

Auf dieser Seite sind einige Versuche aufgeführt, die mit einfachen Mitteln entweder in einer Schülerübung im Unterricht oder als Heimversuche gemacht werden können.

Ins Glas geschaut

Benötigtes Gerät

  • Ein Wasserglas mit ebenem dünnen Boden, das mit wenig Wasser gefüllt ist
  • Schwarzer dickerer Strich oder Streifen auf weißem Grund oder weißer dickerer Strich auf schwarzem Grund

Arbeitsauftrag

  • Halte das Glas schräg, so dass im Glas ein Wasserprisma entsteht und betrachte den weißen, bzw. schwarzen Strich.    
  • Welche Farbe hat der Rand zwischen schwarz und weiß?
  • Fasse deine Beobachtungen mit wenigen kurzen Sätzen zusammen. Kannst du eine Begründung geben?

Das Wasserprisma

Benötigtes Gerät

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 In einer transparenten Schale lässt sich mit etwas Wasser ein Prisma erzeugen.
  • Ein quaderförmiges (viereckiges) Plastik- oder Glasschälchen, wie man es zur Kleinteilaufbewahrung am Baumarkt bekommt.
  • Sonne oder Tageslichtprojektor

Arbeitsauftrag

Fülle etwas Wasser in den Rechteckbehälter und halte ihn schräg, so dass ein Wasserprisma entsteht. Halte dieses Wasserprisma so ins Sonnenlicht, dass ein schmaler Lichtstreifen hindurchgeht und ein Spektrum entsteht.
Skizziere das Prinzip des Versuchsaufbaus und den Strahlengang und beschreibe mit wenigen Worten die Versuchsergebnisse.

Farbkreisel

Die additive Farbmischung lässt sich gut und einfach mit einem farbig bemalten Kreisel, einem sogenannten Farbkreisel zeigen.

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Scheibe des Farbkreisels

Benötigtes Gerät

Drucke dir auf weißem Papier mit dem Farbdrucker eine in 7 Sektoren unterteilte Kreisscheibe mit einem Durchmesser von \(10\,\rm{cm}\) aus. Die Sektoren sollen die Farben Violett, Dunkelblau, Hellblau, Grün, Gelb, Orange und Rot haben. Solltest du keinen Drucker zur Verfügung haben, kannst du die einzelnen Sektoren auch einfach mit Farben ausmalen. Die Mittelpunktswinkel der Sektoren können je ca. \(51^\circ \) betragen. Noch besser werden die Ergebnisse, wenn du die in der Zeichnung angegebenen Winkel verwendest (die Flächen der Sektoren entsprechen der Häufigkeit betreffenden Farbe im natürlichen Licht, bzw. der Breite im Spektrum). Eine Druckvorlage kannst du dir hier herunterladen.

Schneide einen Kreis (Durchmesser ebenfalls \(10\,\rm{cm}\)) aus festem Karton aus und klebe die Farbscheibe darauf.

 

Arbeitsaufträge

Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Mögliche Kreiselkonstruktionen

Versetze die Farbscheibe in schnelle Rotation. Dazu gibt es mehrere Möglichkeiten.

Setze die Farbscheibe auf die Achse eines kleinen Elektromotors.

Bohre in die Mitte der Farbscheibe ein Loch, so dass ein gut gespitzter Bleistift hindurchpasst (ca. \(2\,\rm{cm}\) durch die Farbscheibe schieben) und bringe den Bleistift mit der Farbscheibe dann ins Rotieren (vgl. Abb. 2 links).

Bohre in die Farbscheibe nahe der Mitte zwei kleine Löcher und ziehe eine Schnurschlaufe hindurch (vgl. Abb. 2 rechts). Halte die Schnur fest und verdrille sie durch Drehen der Farbscheibe. Durch rhythmisches Ziehen und Entspannen an den Schnurenden kannst du die Farbscheibe ziemlich lange in schnelle Rotation versetzen.

 

Mögliche Beobachtung

Bei schneller Rotation erscheint die Farbscheibe des Kreisels in grauweißer Farbe. Beleuchtet man die Farbscheibe zusätzlich noch mit einer intensiven weißen Lichtquelle, so sieht man die Farbscheibe in einem ziemlich reinen Weiß.

Farbzerlegung mit einer CD

Benötigtes Gerät

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Abb. 1 Die Datenstrukturen einer CD wirken wie ein optisches Gitter, an dem Licht in seine Farbbestandteile zerlegt wird. Compact Disc
  • CD-Rom
  • Lampe

Arbeitsauftrag

  • Die CD wird mit der beschreibbaren Seite in die Nähe der Glühlampe gehalten und die Farbenzerlegung betrachtet.
  • Fasse deine Beobachtungen mit ein paar kurzen Sätzen zusammen.

Bildschirm mit Lupe betrachten

Benötigtes Gerät

Abb. 1 Mit einer Lupe wird der Aufbau des LCD-Bildschirms sichtbar
  • Lupe
  • Farbfernseher oder Computermonitor

Arbeitsauftrag

  • Betrachte mit einer Lupe die Oberfläche des Fernsehgeräts.
  • Fasse deine Beobachtungen mit ein paar kurzen Sätzen zusammen.

Farbiges Papier als Lichtgeber

Benötigtes Gerät

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Mit farbigem Papier als Reflektor wir Licht farbig.
  • Lampe oder Taschenlampe im abgedunkelten Raum
  • Verschiedene einfarbige Papiere, z.B. Buchrücken

Arbeitsauftrag

  • Halte das farbige Papier direkt vor die Lampe, so dass der Raum nur Licht erhält, das von dem Papier gestreut wurde.
  • Betrachte die Farbe der weißen Wände im Raum und deren Farbänderung bei Änderung der Papierfarbe.
  • Fasse deine Beobachtungen mit einem Satz zusammen.

Streuung des Lichts an den Fettkügelchen von Milch

Benötigtes Gerät

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Wasser mit etwas Milch streut Licht sehr stark.
  • Glas Wasser in das ganz wenig Milch beigegeben wurde
  • Taschenlampe
  • dunkler Raum

Arbeitsauftrag

  • Durchstrahle das mit etwas Milch versetzte Wasser mit einer Taschenlampe. Welchen Farbeindruck hast du, wenn du das Glas von der Seite betrachtest? Beschreibe auch die Farbe des Lichtes, welches das Glas durchdringt.
  • Vergleiche die Ergebnisse mit dem Sonnenlicht in unserer Lufthülle.
  • Fasse deine Beobachtungen mit wenigen kurzen Sätzen zusammen.

Regenbogen

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Abb. 1 Zweifacher Regenbogen in den Trümmelbachfällen am 01.09.2005
Bei Sonnenlicht kann man mit Hilfe eines Rasensprengers, einer Sprühflasche, eines Springbrunnens oder eines Wasserfalls einen wunderschönen Regenbogen erzeugen. Die Sonne muss dabei hinter dem Beobachter stehen.

Arbeitsaufträge

Nimm eine Digitalkamera und fotografiere deinen selbst gemachten Regenbogen.

Stelle dein Foto in der Klasse aus.

Lichtquellen durch die Spektralbrille

Benötigtes Gerät

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Abb. 1 Eine Spektralbrille ist für ca. 1€ zu haben. Eine Leuchtstoffröhre durch eine Spektralbrille betrachtet.
  • Spektralbrille
  • Eine einfache Spektralbrille (Kosten etwa 1 Euro)

Arbeitsauftrag

  • Schaue Dir verschiedene Lichtquellen durch die Brille an.
  • Wann siehst du besonders viele Farben?