Die Farbscheibe / Die Kugelreihe

Du stehst nun vor einer Versuchsanordnung, die sich mit Newtons Erkenntnissen beschäftigt, wie das menschliche Auge Farben und Licht wahrnimmt. 

Isaac Newton-noch ein Universalgenie

Isaac Newton lebte von 1642 bis 1726 und war einer der überragendsten Wissenschaftler und Universalgelehrten, der je gelebt hat. Er war als Mathematiker, Physiker, Astronom, Alchemist, Theologe und Autor tätig. 

Licht und Farbe in Newtons Werk

Fasziniert von Theorien zu Licht und Optik, begann Newton 1672 seine Experimente dazu, wie das Auge Licht wahrnimmt. Diese fanden schließlich in seinem 1704 veröffentlichten, bekannten Buch Opticks ihren Höhepunkt. 
Darin beschreibt er seine Farblehre: Es gibt drei Grundfarben im Farbkreis: Rot, Gelb und Blau. Diese Farben lassen sich nicht durch Mischen anderer Farben erzeugen. Die Sekundärfarben (Violett, Grün und Orange) entstehen durch Mischen der Grundfarben. Rot und Blau ergeben Violett, Blau und Gelb ergeben Grün und Gelb und Rot ergeben Orange. Ja, genau, da hat man sofort Goethes Farbkreis vor Augen! 

Lichtbrechung

 Mithilfe eines Prismas entdeckte Newton, dass individuelle Lichtstrahlen in verschiedenen Winkeln brechen. Das Resultat ist eine Separation von Farben. Als er weißes Licht durch ein Prisma fallen ließ, fand er heraus, dass der Lichtstrahl in die Farben des Regenbogens aufgespalten wird, und er konnte zeigen, dass diese Farben Teil des weißen Lichts sind und nicht etwa aus dem Prisma stammen. Bei unserem Exponat stellt sich die Frage: Kann man diesen Prozess auch umkehren und aus den bunten Farben wieder „weißes“ Licht machen? 
Probier's aus! 
Dazu kannst Du die Farbscheibe durch Drehen an der Kurbel in eine schnelle Rotation versetzen. Du wirst sehen, dass dadurch die Farben auf der Scheibe für unser Auge zu Weiß verschwimmen. Wir unterscheiden nicht die einzelnen Farben, sondern sehen nur noch die Summe aller Farben. Unser Eindruck ist ein „leicht farbstichiges Weiß“. Das überrascht nicht, weil die verwendeten Farben unserer Scheibe nicht so rein sind, wie die Farben des Regenbogens, sondern aus Mischfarben bestehen. 

Die Kugelreihe

Ein weiteres Exponat, das mit dem Namen von Newton verbunden ist, ist die Kugelreihe. Du findest sie ein paar Schritte weiter auf der rechten Seite. Es wird auch Newtons cradle genannt. Erfunden hat es jedoch nicht der englische Naturforscher Isaac Newton, sondern vermutlich der französische Geistliche und Physiker Edme Mariotte. Er lebte im 17. Jahrhundert. Dieses Kugelpendel gehorcht den Newtonschen Gesetzen. Hier wird die Impulsübertragung und -erhaltung veranschaulicht. Lässt Du eine Kugel auf die Kugelreihe fallen, so wird die letzte Kugel aus ihrer Ruhelage ausgelenkt. Was passiert, wenn Du 2 oder 3 Kugeln auslenkst und auf die Reihe der verbleibenden Kugel fallen lässt? Probier‘s aus!

Billard und Physik

Den Vorgang, wenn die Kugeln aufeinandertreffen, nennt man Stoß. Wir unterscheiden zwischen elastischen und unelastischen Stößen, je nachdem wie die Kugeln auf den Stoß reagieren. Nehmen wir einen beliebten Kneipensport als Beispiel: Billard 
Die meisten Stöße beim Billard sind elastisch, das bedeutet, dass sich die harten Billardkugeln dabei nicht verformen. Somit wird die Energie der mit dem Queue angestoßenen weißen Kugel auf eine andere Kugel übertragen, wobei die Gesamtenergie der beiden Kugeln gleichbleibt. 

Um Kugeln geht es auch an der nächsten Station, der Kugelrollbahn.