Licht und seine Eigenschaften: Farben

Licht und seine Eigenschaften: Farben Übung

• Nenne die Grundfarben des Lichts.

  Tipps

  Durch Mischung der Grundfarben können alle anderen Farben entstehen. Es gibt beim Licht drei Grundfarben.

  Die Grundfarben von selbststrahlenden Quellen (Licht) unterscheiden sich leicht von den Grundfarben von angestrahlten Quellen (Tuschkasten).

  Additive Farbmischungen entstehen durch selbststrahlende Quellen, subtraktive durch angestrahlte Quellen.

  Lösung

  Es gibt verschiedene Farbräume.

  Der Farbraum des Lichts ist der von selbstleuchtenden Quellen. Er wird RGB genannt und es entstehen hier additive Farbmischungen.

  Aus der Schule sind dir wahrscheinlich die Grundfarben Cyan, Magenta und Gelb bekannt. Diese gelten nur für angestrahlte Quellen und werden auch subtraktive Farbmischungen genannt. Diese Grundfarben werden in der Schule häufig gelernt, denn sie gelten für die Farben, die im Kunstunterricht genutzt werden können.

  Grundfarben sind hierbei die Farben, mit denen jede andere Farbe erzeugt werden kann. Für Licht sind die Grundfarben blau, grün und rot.

• Nenne Fakten über die Aufspaltung von weißem Licht in seine Bestandteile.

  Tipps

  Spektralfarben werden auch reine Farben genannt. Sie können nicht weiter zerteilt werden.

  Wie entsteht ein Regenbogen und welche Farben enthält er?

  Ein Regenbogen entsteht, wenn weißes Licht an einem Wassertropfen gebrochen wird. Das Licht wird dabei in seine einzelnen Farben aufgespalten.

  Lösung

  Mithilfe eines Prismas kann Licht in seine einzelnen Farben aufgespalten werden. Diese Farben werden Spektralfarben genannt. Spektralfarben werden auch reine Farben genannt und können nicht weiter aufgespalten werden.

  Als Spektralfarben werden meist Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo, Magenta bezeichnet. Dies sind die Farben des Regenbogens.

  Ein Regenbogen entsteht, wenn weißes Licht auf einen Regentropfen trifft und dann in seine Spektralfarben aufgespalten wird. Sonnenlicht hat aber auch noch weitere Anteile, die mit bloßem Auge nicht erkannt werden können.

• Erkläre, wie ein Regenbogen entsteht.

  Tipps

  Wie müssen Sonne, Regenwand und Betrachter angeordnet sein, damit der Betrachter einen Regenbogen sehen kann?

  Wie verläuft das Licht zwischen Eintritt und Austritt aus dem Regentropfen?

  Am Verlauf des Lichts im Regentropfen kannst du auch erkennen, welche Farbe am schwächsten und welche am stärksten gebrochen wird.

  Lösung

  Um einen Regenbogen zu beobachten, muss die Sonne hinter dir stehen und vor dir eine Regenwand. Das Sonnenlicht fällt dann direkt auf die Regentropfen und wird an ihnen gebrochen.

  Du kannst einen Regenbogen auch mit einer Gießkanne oder einem Gartenschlauch erzeugen. Probiere dabei aus, wie du und die Sonne stehen müssen, damit du einen Regenbogen sehen kannst.

  Der Regentropfen wirkt genau so wie ein Prisma. Das Licht wird in seine einzelnen Farben aufgespalten. Diese werden auch Spektralfarben genannt.

  Wenn das weiße Licht in den Regentropfen eintritt, werden die Spektralfarben unterschiedlich stark gebrochen. Dadurch werden die einzelnen Farben sichtbar.
  An der Rückwand des Tropfens wird ein Teil des Lichts reflektiert und beim Austritt aus dem Tropfen nochmal gebrochen.

  Die Folge daraus ist, dass nur noch die einzelnen Spektralfarben und kein weißes Licht mehr sichtbar ist.

• Erkläre, warum der Himmel blau oder rot aussieht.

  Tipps

  Die Erde wird von einer Lufthülle umgeben. Wie nennt man diese Hülle und welche Teilchen befinden sich darin? Haben diese Teilchen einen Einfluss auf das Sonnenlicht?

  Wie an einem Prisma wird weißes Licht auch an anderen Teilchen gestreut und in seine Spektralfarben zerlegt. Welche Teilchen könnten das sein und was passiert bei der Zerlegung von Sonnenlicht in seine Spektralfarben?

  Je tiefer die Sonne steht, desto weiter ist der Weg, den das Licht durch die Atmosphäre zurücklegen muss. Trifft das Licht bei einem längeren Weg auf mehr oder weniger Teilchen in der Luft?

  Lösung

  In der Atmosphäre befinden sich viele Teilchen. Diese können das Sonnenlicht beeinflussen und vor allem ablenken.

  Je länger der Weg durch die Atmosphäre ist, desto mehr kurzwellige Farben werden weggestreut.
  Es trifft dann nur noch das langwellige, rote Licht auf die Erde.

  Dies ist zum Beispiel am Abend der Fall. Manchmal ist das Phänomen auch morgens zu beobachten. Die Sonne steht sehr tief und das Licht muss bis zum Auge einen weiten Weg durch die Atmosphäre zurücklegen.

  Am Tag, wenn die Sonne weit oben steht, ist es genau andersherum.

• Zeige, in welcher Reihenfolge die Farben im Regenbogen auftreten.

  Tipps

  Ein Regenbogen entsteht, wenn Licht in seine Spektralfarben aufgespalten wird. Welche Farben sind das?

  Die Spektralfarben können auch am Farbdiagramm des Lichts abgelesen werden. Zwischen Rot und Gelb findet sich zudem noch eine weitere Farbe, die dazu gezählt wird.

  Lösung

  Wenn Licht auf ein Prisma oder einen Regentropfen trifft, wird es in seine Spektralfarben aufgespalten.

  Die Farben haben unterschiedliche Wellenlängen.
  Deswegen werden sie unterschiedlich stark gebrochen.

  Rotes Licht hat die längste Wellenlänge. Es wird am wenigsten stark gebrochen und ist deswegen die oberste Farbe des Regenbogens.

  Violettes Licht hat die kürzeste Wellenlänge. Es wird am stärksten gebrochen und erscheint deswegen im Regenbogen ganz unten.

  Die anderen Farben reihen sich dazwischen. Wie zwei Farben gemischt werden können ist eine Hilfe.
  Die Grundfarben sind Rot, Grün und Blau.

  Zwischen Rot und Grün befindet sich Gelb. Zwischen Gelb und Rot wiederum Orange.
  Zwischen Blau und Rot befindet sich Indigo und zwischen Indigo und Rot Violett.

• Erkläre, aus welchem Grund die Farben des Regenbogens immer in der gleichen Reihenfolge auftreten.

  Tipps

  Ein Regenbogen entsteht, wenn das Sonnenlicht auf eine Regentropfen trifft. Das Sonnenlicht wird in seine unterschiedlichen Farben aufgespalten. Wie und warum passiert das?

  Beim Auftreffen auf den Regentropfen werden die unterschiedlichen Farben in unterschiedlichen Winkeln gebrochen. Was unterscheidet die einzelnen Lichtfarben?

  Ist Licht eine Welle oder ein Teilchen?

  Lösung

  Licht ist eine Welle.
  Deswegen haben die einzelnen Farben unterschiedliche Wellenlängen.

  Wie stark eine Farbe gebrochen wird, hängt von der Wellenlänge ab.

  Je länger die Wellenlänge, desto schwächer wird die Farbe gebrochen.
  Dies hängt mit der Lichtgeschwindigkeit zusammen. Die genaue Lichtgeschwindigkeit im Medium hängt von der Wellenlänge ab.
  Licht mit niedriger Wellenlänge wird beim Eintritt stärker verlangsamt und deswegen auch stärker gebrochen.