Wunderbar farbige Kunstwerke kann man mit Folien zaubern, die kreuz und quer mit Tesafilm beklebt sind. Hält man diese Folien vor ein weiß leuchtendes Laptop oder Handy, entstehen zauberhafte bunte Bilder, die sich verändern, wenn man die mit Tesafilm beklebte Folie dreht.
Die Physik hinter diesem Kunstprojekt ist ziemlich spannend. So kann man hier einiges zum Thema Lichtwellen sowie zu Polarisation bzw. polarisiertem Licht lernen, das bei Liquid Crystal Displays (LCDs) etwa von Handys und Laptops eine Rolle spielt. Manchmal werden diese Kunstwerke Polagen genannt. Dabei handelt es sich um ein Kofferwort aus den Begriffen Collage und Polarisation. Damit sind Polage auch gut als Physik-Experiment im Physik-Unterricht geeignet.
Das Ganze erzeugt aber auch ohne Physik einen tollen A-ha-Effekt, weshalb sich diese Idee prima als kleines Bastel- und Kunstprojekt mit Kindern eignet.
Was wird für eine Polage gebraucht?
- Overhead-Folie oder jede andere klare, feste Folie im Zuschnitt zum Beispiel von 10 x 10 Zentimetern
- Tesafilm
- einen Polarisator in Form von …
- …. entweder eines Liquid Crystal Displays (LCDs) zum Beispiel von einem Handy oder Laptop. Hier sollte eine weiße Fläche zu sehen sein. Dazu kann man etwa ein leeres Textdokument öffnen.
- …. oder einer weiteren, mit Tesafilm beklebten Stücks Overhead-Folie
- … oder einer Polarisationsfolie oder eines Polarisationsfilter, wie er zum Beispiel zum Fotografieren verwendet wird.
Was ist zu tun?
Man schneide aus der Overhead-Folie Quadrate im Format zehn mal zehn Zentimeter aus und beklebe dieses kreuz und quer mit Tesafilm. Dann halte man diese etwa vor einen weiß leuchtenden LCD und bewege die Folie langsam hin und her oder drehe diese. Damit man am Bildschirm eine weiße Fläche erhält, kann man zum Beispiel ein leeres Textdokument öffnen.
Man kann anstelle eines Bildschirmes auch einfach ein weitere, mit Tesa beklebte Folie nehmen und diese beiden Folien gegeneinander bewegen. Auch so funktioniert dieser Trick. Eine dritte Möglichkeit besteht darin, eine Polarisationsfolie zu verwenden, die es hier zu kaufen gibt oder einen Polarisationsfilter, wie er zum Beispiel zum Fotografieren verwendet wird.
Egal, welche Methode man verwendet: Der A-ha-Effekt ist garantiert.
Was ist passiert?
Licht kann man sich als Wellen vorstellen, die entlang ihrer Ausbreitungsrichtung kreuz und quer in alle möglichen Richtungen schwingen. Solches Licht nennt man unpolarisiert. Handelt es sich um linear polarisiertes Licht, haben dieses nur eine einzige Schwingungsrichtung.
In LCDs kommen ebenfalls sogenannte Polarisationsfilter oder Polfilter zum Einsatz, die Lichtwellen nach einer ganz bestimmten Schwingungsrichtung „sortieren“ können. Alle anderen Schwingungsrichtungen werden unterdrückt.
Lichtwellen werden gebrochen und gedreht
Der Tesafilm wiederum dreht dieses linear polarisierte Licht ebenfalls, und zwar elliptisch und vermag die Lichtstrahlen dazu noch nach ihren Farben bzw. Wellenlängen zu sortieren. Hier hat man es dann mit Doppelbrechung zu tun. Bei einer elliptischen Polarisation erhält das Licht noch einen Drall, so dass sich die Schwingungsrichtung spiralig zu drehen beginnt.
Zwei tolle Physik-Experimente zum Thema Lichtbrechung mit anschaulichen Erklärungen sind hier zu finden: Der dreigeteilte Löffel und Eine Münze verschwindet. Ein Beitrag zum Thema „Doppelbrechung“ finden Sie hier: Sonnenstein der Wikinger.
Eine Grafik von Wikipedia zeigt zwei senkrecht zueinander polarisierte Lichtwellen sowie elliptisch polarisiertes Licht.
In der Natur spielt dieses Phänomen ebenfalls eine große Rolle.
Polarisationskunst mit vier Tesafilm-Streifen
Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren
Auf einer Glasplatte sind vier Streifen Klebeband angebracht. Der linke Streifen ist eine einzelne Schicht Klebeband, der zweite Streifen besteht aus zwei Schichten Klebeband und so weiter. Die Glasplatte mit den vier Streifen wird auf eine Tafel gelegt, die linear polarisiertes Licht erzeugt. Im Klebeband wird dieses Licht in zwei Strahlen aufgeteilt (Doppelbrechung). Beim Verlassen des Bandes haben die beiden Strahlen eine Phasendifferenz, die dann zu elliptisch polarisiertem Licht führt. Dieses ist für jede Farbe des Lichts unterschiedlich. Der Polarisator wandelt das elliptisch polarisierte Licht in linear polarisiertes Licht um und man kann die verschiedenen Farben sehen. Die Farben ändern sich, wenn der Polarisator gedreht wird.
Auch in nachfolgendem Beitrag geht es um Doppelbrechung.
Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren
Quellen:
https://physics.aps.org/articles/v15/147
https://pubs.aip.org/physicstoday/Online/4953/Polarizing-art
https://www.austine.com/physics
https://www.leifiphysik.de/optik/polarisation/ausblick/funktion-von-lcd-displays
