Der mobile Physiksaal: Optik

Das   „zum   Sehen   gehörende“   Teilgebiet   der   Physik   wird   klassisch   weiter   in   geometrische   Optik   und   Wellenoptik   unterteilt.   Damit   wären   jedoch die einzelnen Kurse noch sehr überladen und die ganze Welt der Optik in zwei Kursabschnitte einzuteilen doch etwas zu ambitioniert ausgelegt. Statt dessen soll aufbauend auf einfachen Zusammenhängen ein möglichst breit gefächerter Einblick in die Optik geschaffen werden. Hinweis   zu   den   Optik-Kursen   des   Physiksaals:   Obwohl   es   ziemlich   verlockend   ist,   moderne   Laser   und   Laserdioden   auch   für   entsprechende Versuche    mit    Kindern    und    Jugendlichen    einzusetzen,    verzichtet    der    Physiksaal    vollständig    darauf.    Die    Gefahren,    die    auch    noch    von    den sogenannten schwachen Lasern ausgehen, lassen deren Einsatz als unverantwortlich erscheinen.

Spiegel, Licht und Schatten

Licht   und   Schatten   bestimmen   den   ersten   Kursteil   zur   Optik.   Zunächst   soll   die geradlinige   Lichtausbreitung   im   Alltag   erforscht   und   dabei   erste   geometrische Erkenntnisse    gewonnen    werden.    Dazu    braucht    es    einfache    Lichtquellen,    in diesem Fall Taschenlampen und Raumlicht. Die   Schattenbildung   bestimmt   dann   den   weiteren   Kurs,   immerhin   Grund   für   Tag und    Nacht    auf    der    Erde.    Gesetzmäßigkeiten    zum    Abstand    und    der    daraus resultierenden   Schattengröße,   aber   auch   Abbildungen   und   Schatten   mehrerer Lichtquellen sollen beobachtet werden.

Lichtbrechung, Linsen und Geräte

Die    Lichtbrechung    und    Reflexion    an    entsprechenden    Oberflächen    und    in transparenten   Materialien   ist   Thema   dieses   Abschnitts   zur   Optik.   Dabei   werden dann auch die wichtigsten Bauteile erforscht: Optische Linsen. Ob   Projektor   (egal   ob   Dia-,   Film-   oder   Beamer-Projektor),   Fernrohr,   Mikroskop oder   zum   Beispiel   auch   Fotoapparat   (und   auch   hier,   ganz   egal   ob   analog   oder digital):     Ihre     grundsätzliche     Funktion     soll     an     entsprechenden     Modellen erarbeitet    und    so    verstanden    werden.    Ein    Objektiv    ist    eben    keine    bloße Ansammlung von Glaslinsen!

Flache Optik - Spiegel und Linsen

Mit   der   Vorbereitung   aus   dem   zweiten   Kursteil   ist   die   Beschäftigung   mit   den Linsengesetzen auf Basis der geometrischen Optik jetzt das Ziel. Dazu     stehen     Linsenmodelle     verschiedenster     Form     zur     Verfügung     -     um, wiederum     mit     parallelen     Lichtstrahlen     aus     der     entsprechenden     Quelle, Experimente und Beobachtungen durchzuführen. Begriffe   wie   Brennweite   oder   Strahlengang   sollen   so   im   Experiment   erschlossen werden.    Der    formelmäßige    Zusammenhang    lässt    sie    hier    besonders    gut erarbeiten und aus den Versuchsergebnissen ableiten.

Farben und Spektrum

Der   Übergang   zur   Wellenoptik   wird   in   diesem   Teil   begonnen,   wenn   es   darum geht,    die    verschiedenen    Farben    und    das    elektromagnetische    Spektrum    zu untersuchen.   Hier   wird   auch   an   die   Elektrizität   angeknüpft   und   so   eindrucksvoll gezeigt,    das    Physik    nicht    nur    als    Sammlung    von    Teilgebieten    und    Effekten verstanden werden darf, sondern die Themen durchaus zusammenhängen. Die    Aufspaltung    weißen    Lichtes    mittels    Prismen    gehört    hier    ebenso    zum Repertoire   wie   zum   Beispiel   die   Analyse   scheinbar   einfarbiger   Filzstifte   mit   dem Chromatografie-Verfahren - wobei hier die Brücke zur Chemie geschlagen wird.

Wellen und Teilchen

Die    Theorie    der    Wellenoptik    verlangt    ein    hohes    Vorstellungsvermögen    ab, weshalb    es    nur    logisch    erscheint,    noch    einmal    in    einem    separaten    Kurs    zu versuchen, ganz anders an das Thema heranzugehen. Auf    Basis    der    mechanischen    Wellenausbreitung    von    Wasserwellen    in    einer sogenannten     Wellenwanne     sollen     Analogien     zum     besseren     Verständnis beitragen.   Wassermodelle   leisten   ja   bereits   in   der   Elektrotechnik   wertvolle   Hilfe, also soll auch in der Optik darauf zurückgegriffen werden. Selbst     Reflexions-     und     Beugungserscheinungen     können     hier     anschaulich beobachtet werden und tragen so zum besseren Verständnis bei.

Mikroskopie

Was   denn?   Biologie   oder   Physik?   Beides,   denn   Naturwissenschaften   kann   man nicht    in    eine    Schublade    stecken.    In    diesem    Kurs    wird    mit    Mikroskopen gearbeitet,    um    die    Welt    des    Mikrokosmos,    also    des    Kleinsten    sichtbar    zu machen. Die   Mikroskope   erlauben   sowohl   Auflicht-   als   auch   Durchlicht-Beobachtungen. Dazu   zählt   nicht   nur   das   blose   Betrachten   fertiger   Präparate   und   der   Umgang mit dem Lichtmikroskop, sondern auch das Anfertigen von Präparaten. Selbstverständlich    kann    auch    dieser    Kurs    lösgelöst    vom    Rest    der    Optik    als Biologiekurs durchgeführt werden.

Astronomie

Ist   das   jetzt   nicht   ein   eigener   bereich   in   der   Physik?   Ja   und   Nein.   Nach   der   Welt des   Mikrokosmos,   also   des   Kleinsten   im   Kurs   MIKROSKOPIE   geht   es   jetzt   weit darüber hinaus: In den Makrokosmos, das Universum. Neben   der   Erforschung   dessen,   was   wir   gesichert   darüber   wissen,   sollen   aber auch   hier   wieder   praktische   Geräte   und   deren   Anwendung   zum   Tragen   kommen: Ferngläser,    Teleskope,    Sonnenuhren    und    vieles    mehr,    um    die    unendlichen Weiten des Weltraums zu entdecken. Vorstellen   kann   man   sich   das   ja   nur   sehr   schwer,   aber   man   kann   sich   ein   eigenes bild davon machen, wo unser Platz im Universum ist.