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Lab in a Box

Physik 'mal anders!

Details zur Optikkiste

Stefan Drexler und Kim Schönenberger haben die "Optikkiste" nach dem Vorbild der "Flüssigkeitenkiste" 2009 im Zuge ihrer Staatsexamensarbeit zusammen gestellt. Sie behandelt 11 verschiedene Themen, die in drei Schwierigkeitsstufen eingeteilt:

Leicht, mittelschwer und schwer

  1. Leicht
    • "Brechung"
    • "Reflexion"
  2. Mittelschwer
    • "Farben"
    • "Durchsichtig oder spiegelnd?"
    • "Illusion oder Wirklichkeit? 1"
    • "Spektrum des Lichts"
    • "Illusion oder Wirklichkeit? 2"
    • "Das menschliche Auge"
    • "Spiegel"
  3. Schwer
    • "Optische Instrumente"
    • "Polarisation des Lichts"

Es gibt zwei Themen die leicht zu behandeln sind. Hier werden die Grundlagen vermittelt auf denen manche schwierigere Themen aufbauen.
In den Experimenten zur Brechung wird durch einfache Versuche gezeigt, was Lichtbrechung ist und wo sie in der Natur vorkommt.
Das Prinzip des Spiegels wird bei der Reflexion verständlich und auch andere Bereiche beschrieben in denen man sich die Reflexion im Alltag zu Nutze macht, z.B. bei Katzenaugen, Warnwesten und Sonnencreme!

Die mittelschweren Themen sind schon teilweise ein wenig komplexer.
Das Thema Farben beschäftigt sich vor allem mit dem Unterschied zwischen subtraktiver und additiver Farbmischung, die anhand verschiedener Methoden getestet werden.
Nach dem heutigen Stand der Technik ist das Thema "Lichtleitung" im Zusammanhang mit immer schnelleren Datenübertragung sehr wichtig und wird bei Durchsichtig oder Spiegelnd? an einfach verständlichen, vergleichbaren Phänomenen behandelt.
Es werden vier verschiedene optische Täuschungen in Illusion oder Wirklichkeit? 1 vorgestellt und erklärt. Ein Hyperskop und ein Pseudoskop, sowie die so genannte "trickreiche Sparbüchse" sind dabei Beispiele für optische Täuschungen, die durch Spiegelung entsteht. Der Ames'sche Raum täuscht, indem er eine Playmobilfigur kleiner erscheinen lässt, als die andere, obwohl sie offensichtlich außerhalb des Raum gleich groß sind, "der chinesische Zauberspiegel" wirft bei Lichtreflexion ein Bild an die Wand, obwohl die Spiegeloberfläche erstmals ganz glatt zu sein scheint.
"Warum ist der Himmel blau?", "Wie sieht Infrarot aus?" und andere spannenden Fragen werden auf einfachste Art und Weise in Spektrum des Lichts beantwortet.
In Illusion oder Wirklichkeit? 2 geht unsere Sammlung an optischen Versuchen weiter! Hier wird unter anderem die bekannte "Hollow Face"-Illusion erklärt und kann mit einer Einstein-Maske selbst getestet und nachvollzogen werden.
Ähnlichen Zusammenhängen, nämlich dem was das Auge sieht und was das Gehirn interpretiert, wendet sich das Thema Das menschliche Auge zu. Hier kann an einem Augenfunktionsmodel selbst erprobt werden, was es bedeutet kurz- oder weitsichtig zu sein. Zu dem wird mit einer Umkehrbrille simuliert, wie wir sähen, wenn das Gehirn die aufgenommenen Bilder nicht immer wieder umdrehen würde!
Das Thema Spiegel erweitert und vertieft das Wissen aus den Versuchen zur "Reflexion". Hier wird nicht nur der "normale" Spiegel behandelt, den wir aus dem Alltag kennen, sondern auch Wölb- und Hohlspiegel . Wie hier die Strahlen reflektiert werden und wozu man aus diesem Grund vor allem den Hohlspiegel nutzen kann, wird hier erklärt und beschrieben.

Eines der schweren Themen ist das der Optische Instrumente. Es baut auf das Thema „Lichtbrechung“ auf und befasst sich mit Optischen Instrumenten verschiedener Art, wie Lupen oder Mikroskope, die erklärt werden, indem man sie selbst nachgebaut! So kann man die verschiedenen Arten der Lichtbrechung, die zu der Vergrößerung des Gegenstands führen gut nachvollziehen.
Auch ein spannendes Thema ist die Polarisation, anhand der wir Handy- und Taschenrechnerdispalys erklären, erläutern wo die Polarisierung des Lichts in unserem Alltag sonst noch vorkommt und wie das Prinzip "3D" funktioniert!