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Farbensehen – Lichtmischung und Farbfilter

NaturwissenschaftenLicht und SchallAlter 14–15

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Lassen Sie rotes, grünes und blaues Licht in das Auge eines Betrachters fallen und mischen Sie es in verschiedenen Anteilen, um zu sehen, wie sich die wahrgenommene Farbe ändert. Auf dem Bildschirm mit einer Lampe wählen Sie eine weiße oder monochromatische Lampe (mit einstellbarer Wellenlänge), stellen einen Farbfilter vor den Lichtstrahl und betrachten das Licht als durchgehenden Strahl oder als einzelne Photonen. Nach der Simulation "Color Vision" von PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); neu geschrieben.

Lektion: Prisma und Farben des Lichts

Was sie zeigt

Die Lerneinheit zum Prisma im Themenbereich Licht erklärt, warum weißes Licht in Wirklichkeit eine Mischung aus vielen Lichtfarben ist. Die Simulation "Farbensehen" hat zwei Bildschirme, RGB-Lampen und Eine Lampe, damit die Lernenden Licht selbst mischen und filtern und dies überprüfen können.

So funktioniert es

Auf dem Bildschirm RGB-Lampen stellen die Lernenden mit drei Schiebereglern die Leistung der roten, grünen und blauen Lampe ein (0–100 %), die gemeinsam auf den Kopf einer Person leuchten, und lesen ab, welche Farbe das Auge wahrnimmt: Rot und Grün ergeben Gelb, alle drei Lampen hell genug ergeben Weiß, und sind alle drei aus, sieht man nichts – genau die additive Farbmischung des Lichts, ganz anders als beim Mischen von Malfarben. Auf dem Bildschirm Eine Lampe wählen die Lernenden eine weiße oder monochromatische Lampe (Wellenlängenregler, 380–700 nm) und können einen Farbfilter vor den Strahl stellen: Der Filter lässt nur Licht seiner eigenen Farbe durch, sodass monochromatisches Licht einer anderen Farbe vollständig blockiert wird, während weißes Licht hinter dem Filter nur noch die Filterfarbe zeigt, aber blasser. Eine Schaltfläche wechselt zwischen durchgehendem Strahl und einzelnen Photonen und macht so deutlich, wie der Filter das Licht blockiert.

Einstellbare Parameter

  • Startbildschirm Eine Lampe, RGB-Lampen
  • Lampenart (Bildschirm Eine Lampe) Weiße Lampe, Monochromatische Lampe
  • Wellenlänge der Lampe (nm) 380–700
  • Farbfilter an
  • Wellenlänge des Filters (nm) 380–700
  • Als Photonen zeigen
  • Leistung der roten Lampe (%, Bildschirm RGB-Lampen) 0–100
  • Leistung der grünen Lampe (%, Bildschirm RGB-Lampen) 0–100
  • Leistung der blauen Lampe (%, Bildschirm RGB-Lampen) 0–100

Fragen zum Erkunden

  1. Welche Farbe sieht das Auge, wenn die rote, grüne und blaue Lampe alle auf 100 % stehen, und warum?
  2. Gelangt Licht ins Auge, wenn monochromatisches Licht der Wellenlänge 650 nm durch einen Blaufilter fällt?
  3. Warum erscheint eine weiße Lampe hinter einem Rotfilter in einem blasseren Rot als eine monochromatische rote Lampe?

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