Die bunte Welt der Farben

• Licht, Farben, Sehen

1. Wie funktioniert das Sehen?

Unser Auge und wie Bilder entstehen

Nur mit Licht können wir Farbsehen. Unser wohl wichtigstes Sinnesorgan, das Auge, dient dabei als Lichtempfänger und gleichzeitig als Sender von Signalen an unser Gehirn. Die Lichtstrahlen, die von den Gegenständen und Objekten unserer Umgebung zurückgeworfen werden, gelangen durch eine kleine Öffnung in unser Auge. Dabei werden sie durch eine gewölbte Linse wie bei einer Lupe gebündelt und treffen im Idealfall in einem Brennpunkt auf die Netzhaut. Auf der Netzhaut entsteht jetzt eine konkrete Abbildung der Außenwelt, allerdings steht das Bild noch auf dem Kopf. Die Netzhaut selbst besteht aus einer Schicht von Millionen lichtempfindlicher Sinneszellen. Diese werden durch das einfallende Licht gereizt und leiten die Signale an unser Sehsystem im Gehirn weiter. Dort erst wird das auf dem Kopf stehende Abbild der Außenwelt, so wie es der Wirklichkeit entspricht, wieder richtig herum gedreht. Das dem wirklich so ist und wie ihr die Welt auf den Kopf stellen könnt, zeigen wir Euch anhand einfacher Experimente.

2. Ein Fotoapparat zum Selberbauen

Lochkamera

Das Auge dient als ein besonders wichtiges Sinnesorgan des Menschen zur Wahrnehmung der Umwelt. Es funktioniert nach einem ähnlich Prinzip wie ein Fotoapparat. Die Kinder selbst haben mit einem Fotoapparat schon erste Erfahrungen gemacht, sei es, weil sie sehen wie ihre Eltern oder Geschwister bei feierlichen Anlässen Fotos „schießen“ oder weil sie selbst schon fotografiert worden sind. Aber kennen sie auch den ersten primitiven Fotoapparat der Welt? Mit einfachen Mitteln, dem Bau einer Lochblende, lernen die Kinder das Grundprinzip der optischen Abbildung kennen. Durch den Bezug zur Lochkamera wird der komplexe Vorgang des Sehens erfahrbar gemacht. Gleichzeitig wird den Kindern deutlich, dass eine einfache Grundform der Ausgangspunkt einer technischen Entwicklung bis hin zu einem hochentwickelten Gerät sein kann. Denn unsere heutigen modernen Fotoapparate sind das Ergebnis eines solchen Verständnisses.

3. Kann Licht auch um die Ecke scheinen?

Regenbogen, Farbmischung, Lichteffekte

Irgendwie scheint das Licht sich an Glas und unter Wasser anders zu verhalten als an der Luft. Aus bestimmten Blickwinkeln betrachtet sehen wir Fische, die sich beispielsweise in der Mitte eines Aquariums befinden, als dicht unter der Wasseroberfläche schwimmend. Wohin muss ein Indianer mit seinem Speer zielen, um einen Fisch zu treffen? Auch beim Betrachten eines Löffels im Wasserglas, kann man sehen, dass dieser an der Grenze zwischen Luft und Wasseroberfläche einen deutlichen Knick zeigt, obwohl er ja eigentlich gerade ist. Dass Licht auch um die Ecke scheinen kann und was es mit der brennenden Kerze unter Wasser und mit dem Trick der unsichtbaren Münze auf sich hat, das könnt ihr bei uns selbst ausprobieren und herausfinden.

4. Wo sind die Farben in der Nacht?

Licht-an-Bücher selbst gemacht

Ohne Licht sehen wir nichts. Mit wenig Licht sehen wir die Welt nur in Grautönen. Um Farben zu sehen, muss also ausreichend viel Licht in unser Auge fallen. Licht wird meist, bevor es in unser Auge gelangt, von der Oberfläche eines Körpers oder der Struktur einer Fläche verschieden stark abgelenkt und zurückgeworfen. Dunkle Flächen verhalten sich gegensätzlich zu hellen Flächen. Eine schwarze Pappe erscheint uns schwarz, weil sie das auf sie treffende Licht nicht wieder zurückwirft, sondern aufnimmt, von ihr gelangt kein oder nur sehr wenig Licht in unser Auge. Eine weiße Pappe erscheint uns weiß, weil sie wie ein Reflektor alle Anteile des einfallenden Lichts zurück in unser Auge wirft. Wir werden zeigen, wie ihr Euch ganz leicht mit dem Wissen um absorbierende und reflektierende Oberflächen „Licht-an-Bücher“ und andere „Suchbilder“ selbst gestalten könnt.

5. Wie funktioniert Fernsehen?

Wie aus Bildern ein Film wird

Die Bewegung in Film und Fernsehen entsteht durch die Abfolge einzelner Bilder, die wie Perlen auf einer Schnur hintereinander aufgereiht sind und vor unseren Augen schnell vorbeibewegt werden. Die einzelnen Bilder sind jedoch nicht identisch, sie zeigen jedes eine etwas veränderte Situation, so dass wir in der Folge eine Bewegung wahrnehmen können. Dass das mit dem Fernsehen aber funktioniert, hängt im Wesentlichen damit zusammen, wie wir mit unseren Augen sehen und wie die Signale von unserem Gehirn verarbeitet werden. Wieviele Bilder müssen wie schnell an uns vorbeiziehen, damit wir sie als bewegte Bilder sehen können? Wie entstehen die Farben im Fernsehen? Wieso wäre Fernsehen für einen Vogel oder eine Fliege langweilig? Wir werden all diese und weitere Fragen mit Euch zusammen beantworten.