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Experimente mit Farben - physikalische Versuche durchführen

"Weißes Licht enthält alle Farben." Was zunächst so unglaublich klingt, lässt sich in einfachen Experimenten, die mit wenig Ausstattung durchgeführt werden können, zeigen.

Diese Experimente zeigen das Farbspektrum von Licht.
Diese Experimente zeigen das Farbspektrum von Licht.

Was Sie benötigen:

  • Grundkenntnisse "Physik"
  • sowie das Material der Versuche, die Sie durchführen wollen

Weißes Licht enthält alle Farben - das sollten Sie wissen

Wer hat den o. g. Ausspruch nicht schon gehört? Aber ist das auch wirklich so und wie kann man die Aussage beweisen? Darum soll es in den unten beschriebenen Versuchen gehen. Doch zunächst brauchen Sie etwas Grundwissen:

  • Das Sonnenlicht und auch das Licht vieler anderer Lichtquellen wie Kerzen und Glühlampen ist aus unzähligen Farben zusammengesetzt, die sich zu "weiß" überlagern.
  • Jeder Farbe ist eine Welle zugeordnete, deren Wellenlänge (das ist der Abstand zwischen zwei Wellenbergen) leicht verschieden ist.
  • Das sichtbare Farbspektrum liegt in einem Wellenlängenbereich zwischen 400 nm (violett) und 700 nm (rot); eine mittlere Wellenlänge von 500 nm entspricht der Farbe Grün. "nm" ist dabei die Abkürzung für eine unvorstellbar kleine Längeneinheit, nämlich dem Nanometer. Dies ist auch der Grund, warum man im Alltag diesen Wellenphänomenen nur mit spitzfindigen Experimenten auf die Schliche kommt.
  • Ein Naturschauspiel allerdings gibt eine Ahnung der Farbenvielfalt des Sonnelichtes, nämlich der Regenbogen (dazu gleich ein eigener Versuch).

Regenbogenfarben - mit einem Glasprisma selbst hergestellt

Grob gesagt, entstehen die Farben des Regenbogens, weil das Sonnenlicht in den Regentropfen in sein Farbspektrum aufgespalten wird. Grund ist, dass die Lichtbrechung in Wasser ein klein wenig von der Wellenlänge des Lichtes und damit von der Farbe abhängig ist.

  1. Für einen "Regenbogen at home" benötigen Sie ein kleines, gut geschliffenes Glasprisma, das man in Läden für Laborbedarf, im Internet, aber auch manchmal in Geschenkläden kaufen kann.
  2. Richten Sie nun in einem möglichst gut abgedunkelten Raum ein schmales Lichtbündel auf eine weiße Leinwand, eine Zimmerwand oder ein Betttuch. Gut geeignet ist der Spalt im Fensterladen. Zur Not greifen Sie auf eine helle Kerze als Lichtquelle zurück.
  3. Nun bringen Sie das Glasprisma zwischen die Lichtquelle und die Wand. Die einzelnen Spektralfarben treten umso klarer hervor, je kleiner der Lichtspalt gewählt wird und je weiter die Wand vom Prisma entfernt ist. Erwarten Sie jedoch keine breit auseinandergezogenen, farbenfrohen Spektren, wie man sie oft in Büchern findet, sondern oft sieht man nur farbige Randerscheinungen. Beeindruckend ist es trotzdem!

Experimente mit kleinen Strukturen, die Farben "erzeugen"

  • Wer hat nicht schon die Farbfilme auf Seifenblasen oder auf öl- oder benzinhaltigen Pfützen bewundert? Auch diese entstehen, weil weißes Licht unzählige Farben enthält: So werden die Lichtwellen auf der Vorder- und Rückseite der dünnen Filme (Seifenlauge, Öl oder Benzin) reflektiert und überlagern sich dann zu farblichen Gebilden. Der Vorgang heißt übrigens Interferenz.
  • Die einfachsten eigenen Experimente gelingen natürlich mit Seifenblasenlösung oder einfach Seifenlauge. Basteln Sie sich ein kleines Drahtmodell (mit Griff) und tunken Sie dieses in die Lösung. Ersatzweise kann man auch das offene Ende einer Tasse aus der Seifenlösung ziehen. Mit etwas Geschick und Glück entsteht dann im Tassenraum eine bunte Seifenlamelle.
  • Auch ein Kamm oder die dünnen Spalten einer Feder können Lichtwellen zum Überlagern und entsprechenden Farberscheinungen bringen. Wenn Sie längere und dichte Wimpern haben, können Sie die Experimente auch mit diesen durchführen: Sie müssen einfach mit nahezu geschlossenen Augen in eine etwas entfernte Kerze blicken, um die beeindruckenden Farbränder zu sehen.

Übrigens: Auch die bunten Klarsichtfolien zum Verpacken von Geschenken, die Hologramme auf Geldscheinen und die Oberfläche von CDs schillern in ihrer Eigenschaft als dünne Schicht in allen Farben.

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