Stiftung PHÄNOMENTA Lüdenscheid

Lichtinsel

Lfdn Nr 80Du kannst die Richtung der Lichtstrahlen beeinflussen.
Auch die Farben des Regenbogens können auf dem Tisch sichtbar gemacht werden. Versuche es!

WORUM GEHT ES?
Experimentiere auf spielerische Weise mit den Phänomenen Reflexion und Brechung: An dieser Station liegen Linsenmodelle, Prismen, Spiegel und Farbfilter bereit, mit denen du Licht bündeln, umlenken oder in seine einzelnen Farben aufspalten kannst.

WESHALB IST DAS SO?
Spiegel, Linsen, Farbfilter und noch vieles mehr laden den Besucher hier ein mit Lichtquellen und dem von einem Prisma aufgespaltenem Licht zu spielen. Die Funktion des Prismas, der Unterschied von konkaven und konvexen Linsen, das Mischen von verschiedenfarbigem Licht sowie die Frage, welche Farben ein Filter durchlässt und welche nicht, können hier erfahren und begriffen werden.

Wenn Licht durch ein durchsichtiges Medium hindurch auf ein anderes fällt – zum Beispiel von Luft auf Glas – , dann wird ein Teil des Lichts an der Grenzfläche beider Stoffe reflektiert und der andere Teil tritt durch die Grenzfläche hindurch in das zweite Medium über. Dabei ändert sich die Richtung des Lichtstrahls, man sagt, das Licht wird gebrochen. Nur wenn das Licht senkrecht zur Oberfläche des zweiten Mediums einfällt, wird es nicht gebrochen. In allen anderen Fällen gilt: Die Richtungsänderung ist umso stärker, je größer der Einfallswinkel ist.

Die Brechung von Licht ist grundlegend für die Wirkungsweise von optischen Linsen. Je nachdem wie man ihre Oberfläche gestaltet, ändern sich die Eigenschaften. Die verschiedenen Linsen und Prismen der Lichtinsel besitzen dementsprechend unterschiedliche Merkmale: Die plankonvexe Sammellinse besteht aus einer nach außen gewölbten (konvexen) Krümmung und einer ebenen (planen) Rückseite. Durch ihre Form bündelt sie parallel einfallende Strahlen in einem Punkt hinter der Linse, dem Brennpunkt.

Die Zerstreuungslinse ist das Gegenteil der konvexen Linse. Ihre Oberfläche ist nach innen gewölbt (konkav). Das verursacht eine Streuung sämtlicher einfallender Lichtstrahlen.

Die planparallele Platte ist ein durchsichtiger Quader. In ihm wird das Licht zweimal gebrochen, sodass der Strahl insgesamt seine Richtung beibehält und nur um die verschobene Strecke innerhalb des Quaders versetzt wird.

Das Prisma ist ein dreieckiger Körper. Mit ihm kann das Licht in seine einzelnen Farben aufgespalten werden. So besteht weißes Licht immer aus mehreren bunten Farben, die mit Hilfe des Prismas sichtbar gemacht werden können.
Mit den Farbfiltern lassen sich die Lichtstrahlen einfärben, damit ist ihr Verlauf besser nachzuvollziehen.
Mit den Spiegeln lassen sich die Lichtstrahlen nach dem Reflexionsgesetz umlenken oder bündeln.

Alltagsbezug
In optischen Instrumenten aller Art – Lupe, Brille, Fernglas, Teleskop, Mikroskop o.ä. – spielen Linsen, Linsenkombinationen, Prismen und Spiegel eine entscheidende Rolle. Grundlegendes hierzu kann man an dieser Station lernen.

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