FNR
Welcher platzt am schnellsten: der schwarze, der blaue oder der durchsichtige?
Durchführung
Für dieses Experiment brauchst Du vier aufgeblasene Luftballons: wir haben einen schwarzen, einen blauen und einen durchsichtigen benutzt. Die Ballons sollten möglichst gleich groß aufgeblasen sein, damit die Bedingungen vergleichbar bleiben.
Nun hältst Du die Ballons nacheinander in die Sonne. Mit der Lupe bündelst Du die Sonnenstrahlen auf jeweils denselben Bereich der Ballonoberfläche. Wichtig ist, die Lupe ruhig zu halten, damit das Licht möglichst stark auf einen kleinen Punkt fokussiert wird. Beachte bitte die Gefahrenhinweise (siehe oben).
Beobachte, was passiert. Wenn ihr zu zweit seid, kann die zweite Person mit einer Stoppuhr festhalten, wie lange es dauert bis der jeweilige Ballon platzt. Wenn Du genau hinschaust, merkst Du: Nicht jeder Ballon reagiert gleich.
- Der schwarze Ballon platzt schon nach wenigen Sekunden.
- Der blaue Ballon platzt ebenfalls, aber erst nach einer längeren Zeit (in unserem Experiment waren es ca. 21 Sekunden).
- Der weiße Ballon platzt nicht.
- Der durchsichtige Ballon bleibt meist ebenfalls ganz.
Das zeigt, dass Farben einen Unterschied machen, wenn Licht auf einen Gegenstand trifft.
Video des Experiments auf unserem Instagram-Kanal:
Prinzip
Warum verhalten sich die Ballons unterschiedlich? Das liegt an ihrer Farbe. Farben entscheiden nämlich mit darüber, wie viel Licht ein Gegenstand aufnimmt oder zurückwirft. Aufgenommenes Licht kann zu Wärme werden.
Die Lupe sammelt das Sonnenlicht
Eine Lupe sammelt viele Sonnenstrahlen und lenkt sie auf einen ganz kleinen Punkt. Dort kommt dann besonders viel Energie an. Dieser Punkt wird heiß, und der Ballon erwärmt sich genau an dieser Stelle sehr stark.
Licht hat viele Farben – und viele Wellenlängen
Sonnenlicht sieht für uns oft einfach weiß oder gelblich aus. Aber in ihm stecken viele verschiedene Farben. Jede Farbe hat eine eigene Wellenlänge. Das ist ein bisschen wie bei Wellen im Wasser: Manche Wellen sind länger, manche kürzer. So ist es auch beim Licht. Unser Auge nimmt diese Unterschiede als verschiedene Farben wahr.
Ein schwarzer Ballon "schluckt" fast alle Farben des Lichts. Wissenschaftler sagen: er absorbiert Licht. Deshalb wird besonders viel Licht in Wärme verwandelt. Das Gummi des Ballons wird schnell heiß, weich und platzt.
Ein blauer Ballon wirft vor allem blaues Licht zurück, nimmt aber viele andere Farben auf. Darum wird er auch warm – aber nicht so schnell wie der schwarze Ballon. Deshalb platzt er später.
Ein weißer Ballon wirft fast alle Farben des Lichts zurück. Dadurch nimmt er nur wenig Energie auf und bleibt viel kühler. Deshalb platzt er in diesem Experiment nicht.
Ein durchsichtiger Ballon lässt einen großen Teil des Lichts durch. Darum bleibt an der Oberfläche oft weniger Energie hängen als beim schwarzen oder blauen Ballon. Deshalb wird das Material meist nicht so schnell heiß.
Kurz gesagt: Dunkle Farben werden in der Sonne schneller heiß, helle oder durchsichtige Ballons bleiben eher kühler. Darum platzt der schwarze Ballon zuerst, der blaue später und der weiße oder durchsichtige Ballon oft gar nicht.
Alltag
Dieses Phänomen kennst Du auch aus dem Alltag: Schwarze Kleidung wird in der Sonne oft heißer als weiße Kleidung. Ein dunkles Auto heizt sich im Sommer meist stärker auf als ein helles. Auch dunkler Asphalt wird an sonnigen Tagen oft viel heißer als helle Wände oder helle Steine. Darum tragen Menschen im Sommer an sehr warmen Tagen oft lieber helle Kleidung.
Erweitertes Experiment
Du kannst versuchen einen schwarzen Luftballon innerhalb eines durchsichtigen Luftballons aufzublasen, so wie in diesem Experiment. Das kannst du sogar als Zaubertrick aufführen!
Autor: Michèle Weber (FNR)
Video: Melanie Reuter & Linda Wampach (FNR)
