Optik - die Lehre vom Licht

Inhaltsverzeichnis zum Thema

• Der optische Sinn
• Wie funktionieren die Augen eigentlich?
• Spiegel und Spiegelbild
• Das bunte Reich der Farben
• Licht
• Entstehung von Schatten
• Formen von Schatten

Der optische Sinn

Wir Menschen haben verschiedene Sinne. Mit den Sinnen können wir unsere Umgebung wahrnehmen. Zu den Sinnen gehören: Sehen, Hören, Riechen, Schmecken und Tasten. Damit wir all das tun können, haben wir verschiedene Sinnesorgane. In diesem Themenbereich geht es um den optischen Sinn. Dazu gehört alles, was mit dem Sehen zu tun hat. Die dazugehörigen Sinnesorgane sind die Augen. Eine Erfindung, die sehr viel mit dem Sehen zu tun hat, ist der Fotoapparat.

Wie funktionieren die Augen eigentlich?

Aber wie funktioniert das überhaupt mit dem Sehen? Und warum hast du zwei Augen und nicht nur eins? In der Abbildung siehst du von der Seite in das Auge eines Menschen. Das Auge guckt nach links, das kannst du an den Wimpern erkennen.

Das Licht fällt direkt auf die Linse im Auge. Sie ist auf dem Bild türkis eingefärbt. Von hier wandert das Licht weiter und wird im sogenannten Glaskörper hinter der Linse gebrochen. Nun trifft es auf die Netzhaut, die hinter dem Auge liegt. Sie ist orange eingefärbt. Dort liegen viele empfindliche Zellen, die die Lichtinformationen aufnehmen. Sie schicken die Daten an den gelb eingezeichneten Sehnerv, der sie an das Gehirn weiterleitet. Im Gehirn entsteht dann das Bild, das gesehen wird. All das geschieht unglaublich schnell und ohne dass du etwas davon bemerkst.

Übrigens: An der Stelle, wo der Sehnerv auf das Auge trifft, gibt es keine Zellen auf der Netzhaut. Hier sehen wir nichts. Es ist der sogenannte blinde Fleck. Das glaubst du nicht? Es gibt viele optische Täuschungen, mit denen du deinen blinden Fleck entdecken kannst. Dabei verschwindet plötzlich etwas, was du gerade noch gesehen hast. Bei anderen Tricks scheint sich die Farbe oder Größe von Objekten zu verändern.

Dadurch dass du zwei Augen hast, kannst du räumlich sehen. Deine Augen nehmen zwei leicht unterschiedliche Bilder auf. Im Gehirn werden diese Bilder zusammengesetzt und es entsteht ein dreidimensionales Bild. So kannst du besser erkennen, was im Hintergrund und was im Vordergrund ist.

Spiegel und Spiegelbild

Wenn du dich vor den Spiegel stellst, erscheint ein zweites Du: dein Spiegelbild. Der Spiegel spiegelt dich und vertauscht damit vorne und hinten. Denn wenn dein zweites Ich genauso dastehen würde wie du, dann würdest du ja deinen Rücken sehen. Im Spiegel siehst du aber deine Vorderseite.

Du kannst mit einem kleinen Taschenspiegel untersuchen, ob Bilder symmetrisch sind. Wenn ein Bild symmetrisch ist, dann kannst du einen Spiegel so auf das Bild stellen, dass sich das Bild nicht verändert. Probiere es mal aus. Die Linie, auf der der Spiegel dann steht, wird Spiegelachse genannt. Außerdem kannst du deine eigene Geheimschrift erfinden. Kannst du diese geheime Nachricht entschlüsseln? Du brauchst dazu einen Spiegel.

Das bunte Reich der Farben

Magst du auch so gerne Regenbögen? Und ist dir schon aufgefallen, dass die Farben immer in der gleichen Reihenfolge am Himmel leuchten? Ein Regenbogen entsteht, wenn das Sonnenlicht auf die feinen Wassertröpfchen des Regens trifft. Im weißen Sonnenlicht sind alle Farben enthalten. Wenn die Sonnenstrahlen auf die Wassertropfen treffen, wird das Licht in seine Bestandteile zerlegt und alle Farben werden sichtbar. Man sagt in der Fachsprache auch das Wasser bricht das Licht. Die Farben des Regenbogens werden übrigens auch Farbspektrum genannt. Darunter versteht man eine bestimmte Reihenfolge der Farben rot, orange, gelb, grün, hellblau, dunkelblau und violett. Das willst du dir genauer ansehen? Kein Problem, mit diesem Experiment kannst du deinen eigenen Regenbogen entstehen lassen!

Licht

Ist dir schon einmal aufgefallen, wie hell es ist, wenn die Sonne scheint? Sie ist so hell, dass du nicht hineinschauen solltest. Wenn sich aber eine Wolke vor die Sonne schiebt, wird es schon etwas dunkler und wenn die Sonne ganz untergegangen ist, wird es ganz dunkel draußen. Das Licht der Sonne ist also besonders hell. Auch im Haus kann dir Licht weiterhelfen, wenn du im Dunkeln etwas sehen möchtest. Wo es Licht gibt, gibt es auch Schatten. Bestimmt hast du beim Spielen schon einmal deinen Schatten beobachtet. Er ist ganz dunkel, fast schwarz. Bewegst du dich, bewegt er sich auch. Aber wie entstehen Schatten?

Entstehung von Schatten

Wie entsteht Schatten? Schatten entstehen immer dann, wenn ein Objekt das Licht blockiert. Das kann das Licht der Sonne sein, aber auch von einer Laterne oder einer Lampe. Der Gegenstand kann das Licht aber nur blockieren, wenn er lichtundurchlässig ist. Das heißt, dass das Licht nicht durch ihn hindurchdringen kann. Menschen sind zum Beispiel lichtundurchlässig, also auch du. Es gibt aber auch lichtdurchlässige oder auch durchscheinende Gegenstände. Dazu gehört zum Beispiel Glas. Diese Gegenstände lassen ein wenig Licht durchscheinen und ihr Schatten ist ganz hell. Bestimmt ist dir auch schon aufgefallen, dass Schatten ganz verschiedene Formen haben können.

Formen von Schatten

Welche Schattenformen gibt es? Jeder Schatten hat eine andere Form. Der Schatten eines Baumes ist baumförmig und der Schatten eines Hundes ist hundeförmig. Der Schatten hat also immer die Form des Gegenstandes, durch den das Licht nicht hindurchdringen kann.

Die Formen eines Schattens können sich ganz schnell ändern. Manchmal ist dein Schatten ganz lang und manchmal nur ganz kurz. Hängt eine Lampe fast direkt über dir, ist dein Schatten ganz kurz. Ist eine Lampe aber besonders niedrig angebracht, ist dein Schatten sehr lang. Die Länge des Schattens ist also davon abhängig, in welchem Winkel das Licht auf ein Objekt scheint.

Mit Licht und Schatten kannst du viel Spaß haben. Du kannst zum Beispiel ein Schattentheater machen oder ein Experiment zur Form von Schatten ausprobieren. Schatten können sogar verschiedene Farben haben. Wenn du noch mehr über das Thema erfahren willst, bist du hier genau richtig. Schau dich doch einfach mal um!