Licht und Schatten

Leon holt seine Campingausrüstung aus dem Keller. Plötzlich geht das Licht aus! Es ist so dunkel, Leon kann nichts sehen. Zum Glück hat er eine Taschenlampe. Er kann das Licht daraus nutzen, um Dinge zu sehen.

Licht ist eine Form von Energie, die von Dingen wie Feuer, elektrischen Glühbirnen, oder Sternen, einschließlich unserer Sonne, ausgeht. Etwas, das Licht aussendet, ist eine Lichtquelle. Licht von einer Lichtquelle reist durch den Raum in alle Richtungen, aber immer nur in geraden Linien. Die meisten Dinge um dich herum strahlen jedoch kein Licht aus. Wie kommt es, dass du sie dennoch sehen kannst?

Das liegt daran, dass Licht von Objekten reflektiert wird. Deine Augen nehmen das emittierte und reflektierte Licht wahr, und dein Gehirn interpretiert es als visuelle Bilder. Wenn es wenig oder kein Licht gibt, sieht man nicht viel. Wenn Leon die Taschenlampe anschaltet, wird die Glühbirne darin zur Lichtquelle. Guck mal!

Da ist eine Spinne, zwischen Leons Taschenlampe und der Wand, die in ihrem Netz hängt. Wenn das Licht der Taschenlampe die Spinne erreicht, kann es nicht weiter strahlen. Das Licht um die Spinne herum geht weiter und prallt gegen die Wand. Wo das blockierte Licht „fehlt“, bildet sich ein dunkler Fleck in Form der Spinne, an der Wand – ein Schatten. Also entsteht ein Schatten hinter einem Objekt, das kein Licht durchlässt.

Aber warum ist der Schatten der Spinne so viel größer als die Spinne selbst? Die Größe eines Schattens hängt von den Abständen zwischen der Lichtquelle, dem Objekt und der Oberfläche ab, auf der der Schatten liegt. Wenn die Spinne weit entfernt von der Lichtquelle hängt, blockiert sie sehr wenig Licht, so ist der Schatten kleiner. Aber wenn die Spinne in der Nähe der Lichtquelle ist, deckt sie einen viel größeren Teil des ausgehenden Lichts ab, der Schatten ist also größer. Die Form des Schattens ändert sich auch je nach Position des Objekts und der Lichtquelle.

Wenn die Lichtquelle so positioniert ist, dass das Licht direkt auf das Objekt fällt, ist der Schatten kurz und spiegelt die Form des Objekts ziemlich genau wider. Fällt das Licht jedoch in einem geringeren Winkel auf das Objekt, wird der Schatten länger und dünner. Schatten bilden sich, wenn das Objekt zwischen einer Lichtquelle und eine Oberfläche, auf die das Licht fällt, positioniert wird. Die Größe und Form eines Schattens kann sich ändern, je nachdem wie diese drei Dinge im Verhältnis zueinander positioniert sind. Aber werfen alle Objekte Schatten?

Lass uns das untersuchen! Eine Lupe ist genau das, was wir brauchen, um das zu testen. Halte die Lupe zwischen die Lichtquelle und eine Wand, Leon. Wirft sie einen Schatten? Nur der Rahmen, in den das Glas eingesetzt ist!

Der Rahmen besteht aus einem festen, blickdichten Material, das Licht nicht durchlässt, also erzeugt er einen Schatten. Die im Rahmen montierte Glaslinse ist jedoch transparent. Du kannst hindurchsehen, was bedeutet, dass das Licht passieren kann. Wenn Licht ein Objekt durchdringen kann, erzeugt es keinen Schatten. Kannst du dir andere Objekte vorstellen, die keinen Schatten haben?

Vielleicht kannst du ein paar Dinge um dich herum auswählen und versuchen vorherzusagen, wie ihre Schatten aussehen werden. Versuche, die Farbe des Lichts zu ändern, oder fügen eine andere Lichtquelle hinzu! Experimentiere weiter, und schau, was du sonst noch über Licht und Schatten entdecken kannst.