Wie fischertechniker mit Licht experimentieren.

Licht ist ein faszinierendes physikalisches Phänomen. Physiker benötigen sowohl das Strahlen- als auch das Wellenmodell, um seine Eigenschaften zu beschreiben, und im Bereich der Quantenphysik sind viele Aspekte des Lichts noch nicht vollständig verstanden. Erst im Jahr 1604 gelang Johannes Kepler (1571-1630) – vier Jahre vor der Erfindung des Fernrohrs durch den Niederländer Hans Lipperhey (1570-1619) – die erste korrekte Beschreibung des Strahlengangs durch eine Linse, obwohl das Phänomen der „Camera Obscura“ bereits Aristoteles (384–322 v. Chr.) bekannt war.

Von allen optischen Experimenten meines Physikunterrichts hatte es mir die Lichtbeugung am Spalt besonders angetan – übrigens erstmals dokumentiert vom Jesuiten Francesco Grimaldi (1618-1663) um das Jahr 1663. Sie ließ sich experimentell im Physiklabor mit einer „optischen Bank“ nachweisen – und schon immer wollte ich das Experiment zu Hause nachstellen. Nun ist eine optische Bank für Normalsterbliche eher unerschwinglich – oder doch zumindest unvertretbar kostspielig, sofern man damit lediglich ein paar optische Experimente nachvollziehen möchte. Einen fischertechniker fechten solche Argumente natürlich nicht an – er greift zur Selbsthilfe und konstruiert sich seine optische Bank selbst.

Eine besonders schöne Realisierung fand ich vor einer Weile im Blog von Thomas Dragon. Wegen der moderaten Qualität der (Kunststoff-) Linsen im fischertechnik-Optics-Baukasten ersetzte er diese durch Linsen aus anderen Optik-Bausätzen; aber natürlich lassen sich auch noch hochwertigere Glaslinsen verwenden – deren Beschaffung liegt preislich immer noch weit unter den Kosten einer optischen Bank.

Mit einem einfachen Laser – ich verwende einen roten Klasse-1-Punktlaser von Picotronic (3-12 V, 5-25 mA, ca. 10 €) in einem Messinggehäuse von 9 mm Durchmesser und etwa 2,1 cm Länge, der sich exakt in die Öffnung einer Schneckenmutter (m=1) einpassen lässt – erhält man einen gebündelten Lichtstrahl, mit dem sich mit handelsüblichen Prismen und kleinen Spiegeln sehr schöne Experimente realisieren lassen.