Optik – Farbe - Licht

IST FARBE GLEICH FARBE? WAS IST FARBE? WORAUS BESTEHT LICHT?

Farben entstehen durch Licht. In einem dunklen Raum kann man zwar Formen, aber keine Farben erkennen. Welche Farbe hat das Licht?

EXPERIMENT: DAS WEISSE LICHT WIRD IN SEINE FARBIGEN TEILE AUFGESPALTEN.

Diese Materialien braucht ihr:

· Eine Taschenlampe oder das Sonnenlicht

· Einen Kristall und/oder ein Prisma

· Eine CD

Experiment:

Welche Farbe hat das Licht? Wir lassen Sonnenlicht (oder Licht einer Taschenlampe) durch einen Kristall fallen. Anstelle des weißen Lichtes entsteht ein bunter Farbverlauf. Das weiße Licht wird in seine farbigen Teile aufgespalten (die Farbe “Weiß” als reine Farbe gibt es also gar nicht). Dasselbe klappt auch mit der spiegelnden Seite einer CD: Bei schrägem Lichteinfall kann man das erzeugte bunte Farbspektrum beobachten und z. B. auf eine weiße Wand lenken. In der Natur sehen wir dieses Farbspektrum im Regenbogen zum Beispiel.

 

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EXPERIMENT: MIT „FARBKREISELN“ MISCHEN WIR FARBEN

Diese Materialien braucht ihr:

· Kreis aus Pappe, bunt angemalt

· Stift

Experiment:

1. Wir malen die Segmente eines Kreises aus Pappe bunt an und stecken einen Stift durch die Mitte.

2. Jetzt drehen wir den „Farbkreisel“ so schnell es geht. Die Farben vermischen sich! Versuche es mit unterschiedlichen Farben!

3. Was beobachtet ihr?

EXPERIMENT: WIR MISCHEN FARBPIGMENTE AUS DEM TUSCHEKASTEN

 

Diese Materialien braucht ihr:

· Gläser oder Mischpalette

· Tusche in gelb, grün und blau

· Pinsel

Experiment:

1. Bereite je ein Glas mit gelbem, blauem und grünem Wasser vor.

2. Mische die verschiedenen Farben miteinander (in anderen Gläsern).

3. Kannst du Braun mischen?

Quelle:

http://www.wissensforscher.de/

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EXPERIMENT: WIR MISCHEN LICHTFARBEN

Rot und Grün ergibt Braun. Also ergibt eine Mischung aus rotem und grünem Licht braunes Licht. Oder doch nicht? Probiere selbst verschiedenfarbige Lichter zu mischen und lass dich überraschen.

Bild: SimplyScience

Das brauchst du:

· weiße Oberfläche, z.B. weiße Wand oder weißes Papier

· 3 etwa gleiche Taschenlampen

· rote, grüne und blaue Filterfolie

Experiment:

1. Klebe mit dem Klebstreifen ein Stück der roten Filterfolie vor die Lichtquelle der Taschenlampe.

2. Mach dasselbe mit den anderen beiden Taschenlampen und Filterfolien. Jetzt hast du je eine rote, grüne und blaue Lichtquelle.

3. Richte den Strahl der Lichtquellen auf die weiße Wand. Beobachte, was passiert, wenn du mehrere Farbkreise auf denselben Punkt richtest.

4. Probiere verschiedene Farbkombinationen aus. Was passiert, wenn du alle drei Farben auf denselben Punkt richtest?

Das passiert:

Blaues, rotes und grünes Licht ergeben weißes Licht.

· Aus Blauem und rotem Licht wird Magenta (Pink), grünes und rotes Licht wird zu Gelb, grünes und blaues Licht Cyan (helleres Blau). Blaues, rotes und grünes Licht zusammen ergeben Weiß.

· Die gleichen Mischungen mit Wasserfarben ergeben andere Farben: aus Blau und Rot wird Lila, Grün und Rot ergibt Braun, Blau und Grün ergibt Blaugrün. Blau, Rot und Grün ergeben ein dunkles Grau oder Braun.

Was steckt dahinter?

· Unser Auge ist empfindlich für verschiedenfarbiges Licht. Wir können Farben unterscheiden, weil wir drei Typen von Zapfen (Sehzellen) besitzen. Jeder Typ reagiert bei einer anderen Farbe. So gibt es Rot-Zapfen, Grün-Zapfen und Blau-Zapfen. Sobald Licht ins Auge fällt, schicken die Zapfen Signale ans Gehirn.

· Damit wir eine Farbe erkennen, werden im Gehirn die Signale aller drei Zapfentypen kombiniert. Meistens werden zwei oder alle drei Zapfentypen mehr oder weniger angeregt, wenn wir Farben sehen. So erregt beispielsweise die Farbe Gelb die Rot- und Grün-Zapfen gleich stark. Die Signale, die daraufhin von den Rot- und Grün-Zapfen gesendet werden, gelangen in unser Gehirn. Diese Kombination von Signalen interpretiert unser Gehirn als Farbe Gelb. Denselben Effekt erreicht man auch, wenn man rotes und grünes Licht miteinander mischt. Auch dies nehmen wir als Gelb wahr.

· Ob man Licht oder Farbpigmente (z.B. Wasserfarbe) mischt, ist nicht dasselbe. Mischt man die Grundfarben des Lichts zusammen, entsteht Weiß. Mischt man aber die gleichen Farben mit Wasserfarbe zusammen, erhalten wir ein dunkles Braun oder Grau. Man spricht von additiver (addieren = hinzugeben) Farbmischung (Lichtfarben) und subtraktiver (subtrahieren = wegnehmen) Farbmischung (Pigmentfarben).

· Wenn wir Licht mischen, werden Farben übereinander gelagert, sie werden addiert. Wenn wir Pigmente mischen, nehmen wir Farbe weg (subtrahieren), denn Pigmente absorbieren Licht. Rote Wasserfarbe absorbiert alle Farben außer Rot und grüne Wasserfarbe absorbiert alle Farben außer Grün. Mischt man sie zusammen, wird noch mehr Licht absorbiert. Die Zapfen werden weniger angeregt und wir sehen einen Braunton.

· EXPERIMENT: FARBMISCHUNG

Links seht Ihr die Farbmischung, aus der Licht besteht. Wir nennen sie die Additive Farbmischung. Auf der rechten Seite seht Ihr eine Mischung aus dem Farbkasten. Wir nennen sie die Subtraktive Farbmischung. Bei der subtraktiven Farbmischung wird Licht verschiedener Farbe durch Farbfilter ausgeblendet Das restliche Licht bildet eine Mischfarbe. Die Grundfarben der subtraktiven Farbmischung sind Gelb, Magenta (Purpur) und Cyan (Blaugrün). Guckt Euch jetzt mal die Welt durch die kleinen Farbfilter an. Was verändert sich?

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EXPERIMENT: KRAKELZAUBER

Diese Materialien brauchst du:

· 1 dicken roten Stift

· 1 hellgrünen Stift

· 1 Stück rote Folie

· 1 Blatt Papier

Experiment:

1. Male mit dem hellgrünen Stift ein Herz oder eine andere einfache Form, die Dir gefällt.

2. Dann kritzele mit dem roten Stift viele große Schnörkel über das ganze Papier, bis das grüne Bild gut versteckt ist.

3. Lege nun die rote Folie über das Papier und...

4. …das eigentliche Bild ist wieder deutlich zu erkennen!

Blaue Brille, grüne Ente

Durch die Sonnenbrille wirken alle Farben dunkler. Aber wie sieht die Welt aus, wenn man eine rote oder himmelblaue Brille trägt? Beim Blick durch farbiges Glas oder durch eine Farbfolie wird ein Teil des Farbspektrums „verschluckt“. Betrachtet man zum Beispiel eine gelbe Gummiente durch eine blaue Folie, sieht sie grün aus. Rot aber drängt sich immer in den Vordergrund. Deshalb sieht man auf dem Krakelbild hauptsächlich die roten Schnörkel. Unter der roten Folie sind sie nicht mehr zu sehen. Dagegen treten die grünen Linien deutlich hervor.

Kombinieren Sie für eine MINT Veranstaltung zum Thema „Sehen, Licht und Farben“ folgende Bücher:

· Optische Illusionen: Verblüffende Tricks und Farbenspiele; Dorling Kindersley, 2015

· Ich weiß jetzt 100 Dinge mehr! Der menschliche Körper, Usborne Publishing, 2017

· Wissen - Mensch: Der Körper in spektakulären Bildern, Dorling Kindersley, 2018

· COLORAMA (dt.): Das Buch der Farben, Prestel Verlag, 2017

· Oder das Farben Buch von Hervé Tullet, Velber, 2014

EXPERIMENTE MIT LICHTBRECHUNG

EXPERIMENT: Münze verschwindet

Du brauchst:

· Ein Glas (am besten mit Deckel)

· Wasser

· Eine Münze

1. Stelle das Glas mit der Öffnung nach oben auf die Münze.

2. Sieh seitlich auf das Glas – etwa eine Armeslänge entfernt.

3. Fülle das Glas auf der Münze mit Wasser.

4. Betrachte noch mal das Glas von der Seite.

Das passiert:

Wenn Du die Münze unter dem leeren Glas betrachtest, kannst Du sie gut erkennen. Doch sobald Du das Glas mit Wasser füllst, verschwindet die Münze wie durch Zauberei. Der Boden des Glases sieht nun irgendwie silbern aus.

Warum?

Jeder Gegenstand, den wir sehen können, sendet Licht aus. Wenn wir die Münze sehen, gelangt das Licht direkt von der Münze in unser Auge. Wird das Glas mit Wasser aufgefüllt, dann muss das Licht auch noch durch das Wasser hindurch. Das Wasser lenkt die Lichtstrahlen so stark in eine andere Richtung, dass sie nicht mehr in unser Auge treffen können. Die Münze wird unsichtbar!

EXPERIMENT: Verkehrte Welt im Wasserglas

Du brauchst:

· Ein zylindrisches Wasserglas (ein gerades Glas mit glatter Oberfläche)

· Wasser

· Ein weißes Blatt Papier oder Karton

· Filzstift

Experiment

1. Schneide ein Stück Papier etwa so breit zurecht wie ein durchsichtiges Glas. Dann male 2 Fische übereinander darauf. Du kannst natürlich auch einfach einen Pfeil malen.

2. Halte die Zeichnung hinter das Glas.

3. Ein anderes Kind füllt langsam Wasser ins Glas hinein.

4. Beobachte, wie sich das Bild vor Deinen Augen umdreht.

5. Halte jetzt das Glas ganz nah an Dein Auge. Das Bild sollte sich jetzt wieder zurückdrehen.

Was passiert da?

Das Licht wandert vom Fisch durch das Wasserglas. Es wird gebrochen, wenn es eintritt und nochmal, wenn es austritt. Wegen der Form des Glases wird das Bild gespiegelt. Auch Brillengläser funktionieren nach diesem Prinzip. Sie brechen das Licht genau so, dass der Brillenträger ein scharfes Bild sieht.

EXPERIMENT: Zwei Knicke ohne Knick

Du brauchst:

· ein Glas Wasser

· und einen Strohhalm

1. Stell nun das Glas auf einen Tisch und halte den Strohhalm hinter das Glas.

Der Strohhalm scheint geknickt und das, obwohl Du gar nichts mit ihm gemacht hast. Stelle nun einen Löffel in das Glas. Er scheint genau an der Wasserkante gebrochen zu sein.

Was ist passiert?

Wasser ist dichter als Luft. Deshalb kann man auch durch Wasser nicht so schnell rennen wie durch Luft. Dem Licht geht das genauso: In der Luft kann es sich schneller ausbreiten als im Wasser. Wir sehen nicht den Löffel oder den Halm, sondern das Licht, das Löffel oder Halm reflektiert. Das Licht verhält sich im Wasser anders als in der Luft. Deshalb sehen wir 2 Bilder des Löffels oder des Halms, die nicht zusammenpassen. Solange sich Lichtstrahl in ein und demselben Medium ausbreitet, ist er absolut gerade. Trifft Lichtstrahl nun auf ein zweites Medium, spaltet er sich auf und wird gespiegelt. Er wird gebrochen.

EXPERIMENT: UNSICHTBARE TINTE SICHTBAR MACHEN

Diese Materialien braucht Ihr:

· 2 Gläser

· kaltes Wasser

· heißes Wasser

· Tinte mit Pipette oder Tintenpatrone

· Essig (Essigessenz funktioniert besonders gut)

Experiment:

1. Stellt die beiden Gläser nebeneinander. In eines füllt Ihr kaltes, in das andere die gleiche Menge heißes Wasser.

2. Gebt in jedes Glas ein oder zwei Tropfen Tinte

3. Was beobachtet Ihr?

Was passiert?

Die Tinte löst sich langsam in kaltem und sehr schnell in warmem Wasser. Je mehr Energie die kleinen Moleküle im Wasser bekommen, desto schneller bewegen sie sich und Energie bekommen sie durch Hitze. Daher erscheint die Tinte im warmem Wasser zu verschwinden.

Macht weiter!

Was geschieht, wenn Ihr Säure ins Wasser gebt? Besonders gut funktioniert es mit Essigessenz. Die Tinte wird durch die Zugabe von Essig sichtbar, weil der pH des Wassers nun sauer ist. Tinte ist nur im neutralen bis sauren Bereich sichtbar.

www.kleine-forscher.com und Petterson und Findus : Meine ersten Experimente und Erfindungen

Wir haben Licht zerlegt und gemischt, wir haben Farben gemischt…Können wir Farben auch zerlegen? Natürlich!

EXPERIMENT: FARBEN ZERLEGEN

Forscher zerlegen gern Dinge, um herauszufinden, woraus sie bestehen. Besonders neugierige Forscher versuchen sogar, ganz ungewöhnliche Dinge auseinanderzunehmen - wie schwarze Tinte/Farbe.

Diese Materialien brauchst du:

· Eine weiße Kaffeefiltertüte

· Schwarze Filzstifte (wasserlöslich)

· Glas

· Klammer

· Wasser

Experiment:

1. Male mit einem Stift einen großen schwarzen Punkt an die Spitze des Kaffeefilters.

2. Falte den Filter etwas spitzer.

3. Befestige den Filter mit einer Klammer im Glas.

4. Fülle das Glas mit Wasser bis es den schwarzen Punkt berührt, aber nicht höher.

5. Warte, bis das Wasser im Papier aufsteigt. Was siehst du?

6. Probiere das Ganze noch einmal mit anderen schwarzen Filzstiften

Was passiert?

Um den richtigen Farbton zu bekommen, mischen die Stifthersteller verschiedenfarbige Tinten. Einige lösen sich im Wasser leichter als andere. Wenn das Wasser im Papier aufsteigt, nimmt es die Farbstoffe mit. Die löslicheren Farbstoffe werden weiter nach oben transportiert, sodass die verschiedenen Farben auf dem Papier getrennt werden. Die blauen Farbstoffe lösen sich am leichtesten im Wasser. Sie steigen am weitesten auf. Das Verfahren nennt übrigens Chromatographie.

Quelle:Super Forscher. Geniale Ideen und einfache Experimente, Dorling Kindersley

Auch mit einer Blume kannst du Farben zerlegen

Diese Materialien brauchst du:

· verschiedene Filzstifte (wasserlöslich)

· Löschpapier oder Kaffeefilter

· Ein mit Wasser gefülltes Glas oder einen gefüllten Eierbecher

Experiment:

1. Schneide aus dem Löschpapier oder aus dem Filterpapier einen Kreis aus

2. Male in die Mitte mit einem Filzstift einen dicken Punkt und Kreise und steche mit der Schere ein kleines Loch hinein.

3. Rolle etwas Filterpapier (oder Küchenrolle/Toilettenpapier) auf.

4. Steche nun die Rolle durch das Loch im Filterpapierkreis.

5. Stelle die Rolle so in das Glas oder in den Eierbecher, dass sich das Wasser in ihr hinaufsaugt. Achte darauf, dass der Filterpapierkreis selber nicht im Wasser ist und dass das Röllchen fest im Loch sitzt

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