Ein Ei mit Kerze versilbern

Um ein Ei zu versilbern, muss man kein Alchimist sein. Das zeigt einer der schönsten Physik-Versuche zum Thema Lichtbrechung. Man benötigt dafür lediglich ein Ei, eine Kerze und Wasser. Damit ist dieses Physik-Experiment mit Ei ganz wunderbar geeignet als Zaubertrick sowohl zu Ostern als auch zu Weihnachten.

Achtung: Dieses Experiment mit Feuer darf, je nach Alter, von Kindern aufgrund der Brand- und Verletzungsgefahr gar nicht oder nur unter Aufsicht von Erwachsenen durchgeführt werden.

Was wird gebraucht?

ein hartgekochtes Ei
Kuchenzange oder Grillzange (aus nicht brennbarem Material!)
Glas mit Wasser
Kerze
Feuerzeug oder Streichhölzer

Was ist zu tun?

Man fasst das Ei mit der nicht brennbaren Zange und hält es über eine Kerzenflamme. Allmählich überzieht sich das Ei mit Ruß. Dieses mit Ruß überzogene Ei legt man in das mit Wasser gefüllte Glas. Unter Wasser schimmert das Ei silbrig.

Was ist geschehen?

Es gibt Oberflächen, auf denen ein Wassertropfen sofort breit auseinander fließt. Auf anderen Oberflächen ballt sich das Wasser zu einer Kugel oder einem Tröpfchen zusammen. Das hat zur Folge, dass das Wasser eine solche Oberfläche kaum oder nur über eine sehr kleine Kontaktfläche berührt. Dieses Phänomen ist auch bekannt unter der Bezeichnung Lotus-Effekt. Stoffe, die Wasser in dieser Form abweisen, nennt man auch hydrophob.

Zu den Materialien, die den Kontakt zu Wasser möglichst meiden, gehört Ruß. Taucht man das rußige Ei unter Wasser, hält sich deshalb eine dünne Schicht Luft auf dem Ruß in den Bereichen, in denen das Wasser den Ruß nicht berührt.

Nun kommt noch ein weiteres Phänomen hinzu, denn ein Lichtstrahl, der vom Wasser in Luft übertritt, wird gebrochen. Das bedeutet: Der Lichtstrahl ändert seine Richtung und wird manchmal sogar zurückgeworfen oder reflektiert wie an einem Spiegel.

Physikalisch gesprochen: Wenn Licht durch das Wasser läuft und auf die Grenzfläche zur Luftschicht um das Ei stößt, gerät es von einem optisch dichteren Medium in ein optisch dünneres Medium. Unter bestimmten Einfallswinkeln wird es an der Grenzfläche zur Luftschicht komplett reflektiert. Es dringt nicht in die Luftschicht ein und gelangt damit auch nicht zur Rußschicht. Man sieht deshalb nur die eiförmige Wasser-Luft-Grenzfläche, aber nicht das Ei dahinter. So entsteht das silbrige Schimmern. Der Grund ist, dass Wasser einen höheren Brechungsindex hat als Luft.

Ein weiteres Experiment, in dem der Brechungsindex erklärt wird, ist der physikalische Versuch „Eine Münze verschwindet„.

Dieses Phänomen im Alltag

Auf Totalreflexion beruht die Datenübertragung mittels Licht in Glasfaser. Glasfaserkabel bestehen aus einem optisch dünnen Kern, umgeben von einem optisch dichten Mantel. Das Licht breitet sich im Kern aus und wenn es von seiner Bahn abweicht, trifft es in einem flachen Winkel auf den Mantel. Es wird an ihm vollständig oder total reflektiert und wieder in den Kern zurückgeleitet, sodass er diesen nicht verlassen kann.

Videos zu diesem physikalischen Experiment

Hier sind zwei schöne Videos zu diesem naturwissenschaftlichen Experiment zum Thema Lotus-Effekt und Lichtbrechung bzw. Totalreflexion. Das erste Video ist auf Englisch, das zweite auf Deutsch.