Die kurze Antwort
Einen Regenbogen selber machen kannst du mit Wasser, Glas und hellem Licht. In diesem Beitrag findest du vier Experimente: mit einem Wasserglas in der Sonne, mit einem Spiegel in einer Schale Wasser, mit dem Gartenschlauch und mit einem Prisma. Bei allen vier Experimenten passiert dasselbe: Das weiße Licht wird beim Weg durch Wasser oder Glas abgelenkt, und jede Farbe wird dabei verschieden stark abgelenkt. So liegen die Farben am Ende nebeneinander, von Rot bis Violett.
Ein Experiment ist ein Versuch, mit dem man etwas herausfinden will. Bei diesen Experimenten findest du heraus, dass im weißen Licht der Sonne oder einer Lampe alle Farben des Regenbogens stecken. Du brauchst dafür nur Dinge, die es in fast jedem Haushalt gibt. Das Experiment mit dem Spiegel und der Taschenlampe klappt auch abends und bei Regenwetter.
Vor dem Start
Schau nie direkt in die Sonne, auch nicht durch das Prisma oder über den Spiegel. Direktes Sonnenlicht kann deine Augen schädigen. Lenke den Lichtfleck vom Spiegel nie in die Augen von Menschen oder Tieren. Ein Prisma aus Glas kann zerbrechen, wenn es herunterfällt. Arbeite deshalb über einem Tisch. Das Experiment mit dem Gartenschlauch machst du mit jemandem, der dir hilft, zum Beispiel deiner Oma, deiner großen Schwester oder deinem Papa.
Was brauchst du für die Regenbogen-Experimente?
Ein Prisma ist ein Stab aus Glas oder durchsichtigem Kunststoff mit drei Kanten. Von der Seite gesehen ist er ein Dreieck. Prismen gibt es im Laden für Schulbedarf, und manche Schulen haben welche zum Ausleihen.
Wie machst du einen Regenbogen mit einem Wasserglas?
Für den Regenbogen mit dem Wasserglas hältst du ein Glas Wasser so in die Sonne, dass sein Licht auf ein weißes Blatt im Schatten fällt.
1. Das Glas füllen
Fülle das Trinkglas zu drei Vierteln mit Wasser. Das Glas sollte glatt sein und kein Muster haben, denn ein Muster lenkt das Licht in viele Richtungen.
2. Die Schattengrenze suchen
Suche am Fenster einen Platz, an dem direktes Sonnenlicht hinfällt, zum Beispiel eine Fensterbank. Leg das weiße Blatt so hin, dass es gerade noch im Schatten liegt, direkt neben dem Sonnenlicht. Im Schatten siehst du die Farben besser, weil kein anderes helles Licht auf das Papier fällt.
3. Das Glas ins Licht halten
Halte das Glas etwa 20 Zentimeter über dem Papier in die Sonne, sodass es einen hellen Fleck auf das Blatt wirft. Kippe das Glas ein wenig hin und her und ändere den Abstand zum Papier. Nach kurzer Zeit siehst du einen bunten Farbfleck.
4. Die Farben anschauen
Schau dir den Fleck genau an. Welche Farben siehst du, und in welcher Reihenfolge liegen sie? Am Rand des Flecks liegt auf der einen Seite Rot, auf der anderen Seite Blau und Violett.
Wie machst du einen Regenbogen mit Spiegel und Taschenlampe?
Für diesen Regenbogen leuchtest du mit einer Taschenlampe auf einen Spiegel, der schräg in einer Schale Wasser steht. Der Spiegel wirft das Licht als Farbband zurück.
1. Den Spiegel in die Schale stellen
Fülle die Schale etwa fünf Zentimeter hoch mit Wasser. Stell den Spiegel hinein und lehne ihn schräg an den Rand, sodass seine untere Hälfte unter Wasser liegt. Der Spiegel muss schräg stehen. Liegt er flach auf dem Boden der Schale, kommt nur weißes Licht zurück.
2. Das Zimmer dunkel machen
Zieh die Vorhänge zu oder warte, bis es draußen dunkel ist. In einem dunklen Zimmer siehst du die Farben besser, weil kein anderes Licht auf das Papier fällt.
3. Auf den Spiegel leuchten
Leuchte mit der Taschenlampe schräg von oben durch das Wasser auf den Teil des Spiegels, der unter Wasser liegt. Halte das weiße Papier vor den Spiegel, dorthin, wo das zurückgeworfene Licht hinfällt.
4. Den richtigen Winkel finden
Bewege die Taschenlampe langsam und ändere, wie schräg der Spiegel steht, bis auf dem Papier ein Farbband erscheint. Die besten Winkel findest du durch Ausprobieren. Tippe mit dem Finger ins Wasser. Das Farbband beginnt zu zittern, weil die Wasseroberfläche nicht mehr glatt ist.
Scheint die Sonne, kannst du die Schale auch ans Fenster stellen und den Spiegel so drehen, dass das Sonnenlicht auf ihn fällt. Mit Sonnenlicht wird das Farbband heller als mit einer Taschenlampe.
Wie machst du einen Regenbogen mit dem Gartenschlauch?
Für den Regenbogen mit dem Gartenschlauch stellst du dich mit dem Rücken zur Sonne, und wer dir hilft, sprüht feinen Wassernebel vor dich in die Luft.
1. Mit dem Rücken zur Sonne stellen
Geh an einem sonnigen Tag in den Garten oder auf eine Wiese und stell dich mit dem Rücken zur Sonne. Dein Schatten zeigt jetzt nach vorn. Er zeigt genau auf den Mittelpunkt des Bogens, den du gleich sehen wirst. Die Sonne darf nicht höher als 42 Grad am Himmel stehen, sonst liegt der Regenbogen unter dem Horizont. Im Sommer klappt es deshalb nur am Vormittag oder am späten Nachmittag. Im Herbst und Winter steht die Sonne bei uns auch mittags tief genug.
2. Feinen Nebel sprühen
Wer dir hilft, stellt die Brause am Schlauch auf feinen Nebel. Ohne Brause hält man den Daumen so auf die Öffnung, dass nur ein schmaler Spalt frei bleibt und der Strahl zerstäubt. Sprüht den Nebel vor dich in die Luft, etwas über deinen Schatten. Eine Sprühflasche funktioniert auch.
3. Den Regenbogen suchen
Geh ein paar Schritte nach vorn, nach hinten oder zur Seite, bis du die Farben siehst. Ein echter Regenbogen ist außen rot und innen violett. Schau nach, ob das bei deinem Regenbogen genauso ist. Wenn du weitergehst, wandert der Regenbogen mit dir mit.
Wie machst du einen Regenbogen mit einem Prisma?
Für den Regenbogen mit dem Prisma hältst du ein Prisma in einen schmalen Streifen Sonnenlicht und drehst es, bis ein Farbband an der Wand erscheint.
1. Einen Schlitz in die Pappe schneiden
Schneide in die Mitte der Pappe einen geraden Schlitz, der etwa zehn Zentimeter lang und ein bis zwei Millimeter breit ist. Durch den schmalen Schlitz fällt nur ein dünner Streifen Licht. Ein breiter Lichtstrahl würde viele Farbbänder erzeugen, die sich überdecken.
2. Die Pappe ans Fenster kleben
Klebe die Pappe mit Klebeband an ein Fenster, durch das die Sonne scheint. Zieh die Vorhänge daneben zu, damit das Zimmer möglichst dunkel ist. Jetzt fällt ein schmaler Lichtstreifen ins Zimmer.
3. Das Prisma ins Licht halten
Halte das Prisma in den Lichtstreifen, sodass seine Kanten genauso verlaufen wie der Schlitz. Dreh das Prisma langsam, bis an der Wand oder auf einem weißen Blatt ein breites Farbband erscheint. Du kannst das Prisma auch auf ein weißes Blatt in die Sonne legen und darauf drehen.
4. Das Licht einer Lampe untersuchen
Probiere das Prisma auch mit einer Taschenlampe in einem dunklen Zimmer aus. Bei einer alten Glühlampe siehst du nur wenig Blau und kein Violett, weil ihr Licht nicht weiß, sondern gelblich ist. Hast du kein Prisma, nimm einen geschliffenen Anhänger aus Glas, wie es ihn als Schmuck für den Weihnachtsbaum gibt.
Warum entstehen bei den Experimenten Regenbogenfarben?
Die Farben entstehen, weil das Licht beim Weg durch Wasser oder Glas abknickt und jede Farbe dabei ein wenig anders abknickt. So werden die Farben, die im weißen Licht stecken, voneinander getrennt.
Wenn Licht schräg von der Luft ins Wasser oder ins Glas geht, ändert es seine Richtung. Das nennt man Brechung. Sie entsteht, weil sich das Licht in Wasser und Glas langsamer bewegt als in der Luft. Wenn das Licht wieder aus dem Wasser oder Glas herauskommt, knickt es ein zweites Mal ab.
Weißes Licht ist eine Mischung aus vielen Farben. Im Glas und im Wasser ist blaues Licht etwas langsamer als rotes Licht. Deshalb wird blaues Licht stärker gebrochen als rotes. Rot wird am wenigsten abgelenkt, Violett am stärksten. Die Farben fächern sich dadurch auf, und das Band aus Farben, das dabei entsteht, heißt Spektrum. Dass weißes Licht in seine Farben zerlegt wird, nennt man Dispersion.
Bei den vier Experimenten geschieht das auf unterschiedliche Weise:
- Beim Prisma wird das Licht zweimal gebrochen, einmal beim Eintritt und einmal beim Austritt. Weil die beiden Seiten schräg zueinander stehen, werden die Farben beim zweiten Mal noch weiter getrennt.
- Beim Spiegel wird das Licht an der Wasseroberfläche gebrochen, vom Spiegel zurückgeworfen und beim Austritt aus dem Wasser noch einmal gebrochen. Das Wasser zwischen der Oberfläche und dem schrägen Spiegel wirkt wie ein Prisma aus Wasser. Liegt der Spiegel flach, heben sich die beiden Brechungen gegenseitig auf, und das Licht kommt weiß zurück.
- Beim Wasserglas wird das Licht gebrochen, wenn es durch die runde Glaswand und das Wasser geht.
- Beim Gartenschlauch wirkt jeder einzelne Wassertropfen wie ein winziges Prisma.
Dass die Farben schon im weißen Licht stecken, hat der englische Forscher Isaac Newton im Jahr 1666 gezeigt. Er machte sein Zimmer dunkel, ließ durch ein kleines Loch im Fensterladen einen Sonnenstrahl herein und schickte ihn durch ein Prisma. An der Wand erschien ein Band in allen Regenbogenfarben. Dann sammelte er die Farben mit einer Linse wieder ein, und es entstand wieder weißes Licht. Damit war bewiesen, dass das Prisma keine Farben dazutut, sondern nur die Farben trennt, die schon im Licht sind.
Welches Experiment ist einem echten Regenbogen am ähnlichsten?
Am ähnlichsten ist das Experiment mit dem Gartenschlauch, weil dabei wie beim Regen viele kleine Wassertropfen vom Sonnenlicht getroffen werden.
In jedem Tropfen wird das Sonnenlicht beim Eintreten gebrochen, an der Rückseite des Tropfens zurückgeworfen und beim Austreten noch einmal gebrochen. Das farbige Licht verlässt den Tropfen in einem Winkel von etwa 42 Grad zum einfallenden Sonnenlicht. Alle Tropfen, die dir in diesem Winkel Licht schicken, liegen auf einem Kreis um den Schatten deines Kopfes. Deshalb siehst du im Nebel aus dem Schlauch einen Bogen und nicht nur einen Fleck, und deshalb musst du die Sonne im Rücken haben.
Beim Wasserglas, beim Spiegel und beim Prisma gibt es dagegen nur eine einzige große Wasser- oder Glasfläche. Sie zerlegt das Licht genauso in Farben, aber sie formt daraus keinen Bogen, sondern einen Fleck oder ein gerades Band. Wie ein echter Regenbogen am Himmel entsteht, warum er rund ist und warum man sein Ende nie erreicht, erklären wir dir in unserem Beitrag Wie entsteht ein Regenbogen?
Was tun, wenn die Regenbogen-Experimente nicht klappen?
- Wenn beim Wasserglas oder beim Prisma keine Farben erscheinen, fehlt direktes Sonnenlicht. Bei bedecktem Himmel klappt es nicht. Mach dann das Experiment mit dem Spiegel und der Taschenlampe.
- Wenn beim Spiegel nur ein weißer Fleck erscheint, liegt der Spiegel zu flach. Lehne ihn steiler an den Rand der Schale.
- Wenn das Farbband beim Spiegel sehr schwach ist, ist das Zimmer zu hell oder die Taschenlampe zu schwach. Mach das Zimmer dunkler und nimm eine helle LED-Taschenlampe mit weißem Licht.
- Wenn das Farbband zittert, bewegt sich das Wasser. Stell die Schale auf einen festen Tisch und warte, bis das Wasser ruhig ist.
- Wenn du beim Gartenschlauch keinen Regenbogen siehst, steht die Sonne zu hoch oder nicht genau hinter dir. Probiere es am Vormittag oder am späten Nachmittag und dreh dich so, dass dein Schatten genau in den Nebel zeigt.
- Wenn die Farben beim Prisma ineinanderlaufen, ist der Schlitz zu breit. Schneide einen schmaleren Schlitz in eine neue Pappe.
- Bei Frost lässt du den Gartenschlauch weg, weil das Wasser auf dem Boden gefriert und glatt wird. Nimm dann die Sprühflasche und sprüh über einer Wiese.
Zum Weiterdenken
Fülle ein Marmeladenglas ganz mit Wasser, schraub es zu und halte es quer in die Sonne. Unter dem Glas entsteht ein farbiger Streifen. Oben im Streifen liegt Violett, unten Rot. Beim Regenbogen am Himmel ist Rot aber oben. Warum ist das so? Tipp: Am Himmel kommt das rote Licht aus Tropfen, die weiter oben sind, und das violette Licht aus Tropfen weiter unten.
Jetzt selbst ausprobieren
Mit den Experimenten zerlegst du das Licht in seine Farben. Wie du aus alten CDs einen Sonnenfänger bastelst, der bunte Lichtflecken an die Wand wirft, zeigen wir dir in der Anleitung Sonnenfänger aus CDs basteln.
Quellen: Schulbiologiezentrum Hannover: Regenbogen-Werkstatt, Schulbiologiezentrum Hannover: Licht und Farbe, SimplyScience: Vier Arten, einen Regenbogen zu zaubern, Siemens Stiftung: Woher kommen die Farben des Regenbogens?, Lernhelfer: Farbzerlegung durch Prismen und Gitter, DWD: Der Himmel ist bunt – Der Regenbogen, DWD: Normaler Regenbogen (PDF), Museo Galileo: Newtons Prismenexperiment und Universität Münster: Anleitung Spektroskop.
Ich bin SEO-Beraterin, zertifizierte Werbetexterin und Konzeptionerin und habe seit 2020 eine eigene SEO-Agentur. In meinem Blog schreibe ich über alle Themen rund um Schreibberatung, strategisches SEO, GEO-Optimierung und Copywriting.