Optik: Licht & Sehen

Ohne Licht könnten wir nichts sehen, geschweige denn wäre das Leben auf der Erde möglich. Dabei stellt die Sonne die wichtigste und stärkste Lichtquelle für uns dar. Strahlt die Sonne, so macht das die meisten Menschen froh und glücklich. Alles erscheint viel klarer und bunter. Geht die Sonne unter, so müssen wir mithilfe von künstlicher Beleuchtung wie beispielsweise LEDs Licht erschaffen. Manche Menschen bekommen im Winter sogar sogenannte Winterdepressionen, wenn sie nicht genug Tageslicht bekommen. Doch was ist Licht überhaupt? Wie funktioniert das Sehen? Wie bekommen die Dinge ihre Farbe? Weiterlesen…

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Optik: Licht & Sehen

Ohne Licht könnten wir nichts sehen, geschweige denn wäre das Leben auf der Erde möglich. Dabei stellt die Sonne die wichtigste und stärkste Lichtquelle für uns dar. Strahlt die Sonne, so macht das die meisten Menschen froh und glücklich. Alles erscheint viel klarer und bunter. Geht die Sonne unter, so müssen wir mithilfe von künstlicher Beleuchtung wie beispielsweise LEDs Licht erschaffen. Manche Menschen bekommen im Winter sogar sogenannte Winterdepressionen, wenn sie nicht genug Tageslicht bekommen. Doch was ist Licht überhaupt? Wie funktioniert das Sehen? Wie bekommen die Dinge ihre Farbe? Weiterlesen…

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Inhaltsverzeichnis:

  • Was ist Licht?
  • Wie entsteht Schatten?
  • Wie sehen wir?
  • Wie sehen wir Farben?
  • Additive und subtraktive Farbmischungen

Was ist Licht?

Licht geht immer von einer Lichtquelle aus und stellt eine Form von Energie dar. Genau genommen handelt es sich bei Licht um sogenannte elektromagnetische Wellen. Dabei gibt es verschiedene Formen von elektromagnetischen Wellen. Röntgenstrahlen zählen auch zu den elektromagnetischen Wellen, die wir mit unseren Augen aber nicht sehen können. Nur wenn diese sichtbar werden, spricht man von Licht oder Lichtstrahlen.

Die Ausbreitung von Lichtstrahlen findet in alle möglichen Richtungen statt und das unendlich weit und mit sehr hoher Geschwindigkeit. Nichts kann sich schneller als das Licht bewegen. Es legt in einer Sekunde eine Strecke von bis zu 300.000 km zurück.

Mit unseren Experimentier-Sets lassen sich spannende Experimente zu verschiedenen Teilgebieten der Physik durchführen. Darunter gibt es auch faszinierende und tolle Experimente zu den Themen Licht, Farben und Optik.

Wie entsteht Schatten?

Wird ein Gegenstand beleuchtet, der für Licht undurchlässig ist oder es stark schwächt, so stellt der Raum dahinter den Schatten dar. Dieser ist dann entweder gar nicht oder nur sehr schwach beleuchtet. Das Aussehen des Schatten wird dabei durch mehrere Gesichtspunkte beeinflusst: Die Entfernung zwischen der Lichtquelle und dem Körper, der Form des lichtundurchlässigen Körpers sowie die Form der Lichtquelle.

Wie sehen wir?

Um einen Gegenstand sehen zu können, brauchen wir eine Lichtquelle, die den ihn beleuchtet. Das Licht wird dann von dem Gegenstand reflektiert. Damit der Gegenstand sichtbar wird, muss das von ihm reflektierte Licht in unser Auge fallen. Schauen wir den Gegenstand an, nehmen wir das reflektierte Licht über die Augen auf. Es gibt auch Körper, die das Licht nicht reflektieren, sondern es absorbieren oder es durch lassen. Schwarze Körper beispielsweise absorbieren das Licht, wodurch sie schwer erkennbar werden. Fensterscheiben hingegen lassen je nach Lichttransmissionsgrad unterschiedlich viel Licht durchscheinen.

Fällt Licht in unser Auge, durchdringt es zuerst die Bindehaut und die Hornhaut bis zur Pupille. Die Pupille ist eigentlich ein Loch. Sie steuert, wie viel Licht ins Auge fällt. Wenn es beispielsweise an einem sonnigen Tag sehr hell ist und viel Licht in unser Auge tritt, wird die Pupille automatisch kleiner, um das Innere des Auges vor zu viel Licht zu schützen. Wenn es sehr dunkel ist, wird die Pupille größer, damit mehr Licht in das Auge gelangt.

Den farbige Kreis um unsere Pupille nennt man Iris. In der Iris befinden sich zwei Muskeln, die durch zusammenziehen oder entspannen die Größe der Pupille regulieren. Spricht man von der Augenfarbe, so meint man die Farbe der Iris. Tipp: In unserer Forscherwerkstatt finden Sie unter anderem auch zu dem Thema Licht und Sehen spannende Experimente, wie zum Beispiel die Farbmisch-Brille mit auswechselbaren Farblinsen für unterschiedliche Farbmischungen und Farbexperimente.

Nachdem das Licht die Pupille durchquert hat, trifft es auf die Linse und wird dort gebündelt. Das Lichtbündel gelangt danach hinter der Linse auf die Netzhaut (Retina). Damit nun alle möglichen Informationen über das Gesehene gesammelt werden können, besteht die Netzhaut aus über 100 Millionen Sehzellen. Dabei gibt es zwei Arten von Sehzellen: zum einen die Stäbchen, die für das Dämmerungs- und Nachtsehen verantwortlich sind und zum anderen die Zapfen, welche dafür sorgen, dass man Farben sehen kann.

So fehlen bei einer angeborenen Farbenblindheit die für die Farbwahrnehmung zuständigen Zapfen. Die Betroffenen besitzen lediglich die lichtempfindlichen Stäbchen, durch welche Hell-Dunkel-Kontraste wahrnehmbar sind.

Die von den Sehzellen gesammelten Informationen werden dann an den Sehnerv weitergegeben. Über diesen gelangen die Informationen an das Gehirn, wo sie ausgewertet und wir sehen ein Bild.

Wie sehen wir Farben?

Ein Blatt ist beispielsweise grün, weil es grüne Lichtstrahlen von sich abstrahlt. Das scheinbar weiße Licht der Sonne ist eine Mischung verschiedenfarbiger Lichtstrahlen (das sog. Spektrum). Von den vielfarbigen Sonnenstrahlen verschluckt das Blatt alle Lichtstrahlen bis auf die grünen. Diese schickt es wieder weg und erreichen unser Auge. Dementsprechend gäbe es ohne Licht gar keine Farben.

Additive und subtraktive Farbmischungen

Man unterscheidet grundsätzlich zwischen sogenannten Lichtfarben und Körperfarben. Die Körperfarben gehen zurück auf die Eigenschaften materieller Körper, wie zum Beispiel das Blatt einer Pflanze. Die Lichtfarben hingegen tauchen im Lichtspektrum auf.

Daher gibt es zwei Arten der Farbmischungen. Die eine nennt man additive Farbmischung. Ihren Namen hat sie dadurch, dass sich die Farbe durch die Addition von zwei oder mehreren farbigen Lichtquellen bildet. Mischt man beispielsweise grünes und rotes Licht, so ergibt sich eine Schnittstelle, an der sich beide Lichtfarben mischen und man erhält die Farbe Gelb. Bei der Mischung von Rot und Blau entsteht die Farbe Magenta (Purpur).

Von der subtraktiven Farbmischung spricht man hingegen, wenn von einer Lichtquelle Strahlungsenergie durch Ausfiltern oder Absorbieren weggenommen wird. Das restliche Licht bildet bei Überlagerung eine Mischfarbe. Daher wird das Ergebnis desto dunkler, je mehr Körperfarben sich mischen - mit jeder neuen Körperfarbe wird Licht entzogen. Schiebt man beispielsweise vor eine weiße Lichtquelle Gelb und Blau, erhält man die Farbe Grün.

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