Grundidee

Mit einer Lupe kann man das Bild eines hellen Fensters auf ein Blatt Papier projizieren. Nimmt man das Blatt Papier weg, verschwindet mit ihm auch das Bild. Existiert das Bild jetzt immer nur? Ist es einfach nur unsichtbar? Tatsächlich kann man das Bild auch ohne Papier wieder sichtbar machen.

Material

Notwendig

Ein einfaches 👉 Brennglas

Eine einfache 👉 Uhrmacherlupe

Alternativ eine 👉 Einschlaglupe

Einfaches 👉 Butterbrotpapier

Hilfreich

Ein 👉 Laborstativ

Ergänzend eine 👉 Kamera

Eine zweite 👉 Person

Anleitung

Das Lupen-Kino wirft ein Bild auf Papier.

Als einfaches Lupen-Kino hält man ein einfaches Brennglas vor ein helles Fenster. Als Brennglas bewährt haben sich Modelle mit einem Durchmesser von zum Beispiel 8 bis 10 cm. Gut ist ein Abstand von vielleicht 3 bis 4 Metern zum Fenster. Folgt man gedanklich dem Licht vom Fenster her kommend durch das Brennglas, tritt es auf der dem Fenster abgewandten Seite wieder aus dem Glas aus. Dort kann man es in einigen Dezimetern Entfernung von der Lupe mit einem Butterbrotpapier auffangen.

Mit einem Brennglas oder einer Leselupe wirft man das Bild von einem hellen Fenster auf ein Blatt aus Butterbrotpapier. Siehe auch 👉 Lupen-Kino

Ohne Papier kein Bild?

Nun zieht man das Papier weg. Mit dem Papier verschwindet auch das Bild. Existiert das Bild nun etwa frei schwebend im Raum? Falls ja, warum kann man es dann nicht sehen? Ganz sicher, könnte man argumentieren, gelangt das Licht noch auf dieselbe Weise zu der alten Stelle des Papiers wie vorher. Also sollte dort auch so etwas wie ein Bild existieren, auch wenn es unsichtbar ist. Oder doch nicht?^[1]

Die Rolle der Uhrmacherlupe

Es gibt nun eine einfache Möglichkeit, das Bild wieder sichtbar zu machen. Zunächst hält man das Butterbrotpapier wieder so hinter die Lupe (vom Fenster aus gesehen), dass auf dem Papier ein scharfes Bild entsteht. Dann klemmt man sich die Uhrmacherlupe in ein Auge ein. Damit betrachtet man das Butterbrotpapier von hinten (die zum Fenster abgewandte Seite). Man muss mit der Uhrmacherlupe sehr nahe an das Papier heran gehen. Plötzlich aber sieht man wieder ein scharfes Bild. Dieses erscheint nun stark vergrößert. Allem Anschein nach war das Bild also die ganze Zeit über noch vorhanden, nur für uns nicht sichtbar.

Das Bild ohne Papier

Nun können wir das Papier wegziehen. Wenn wir dabei die Lage der sonstigen Teile des Versuchs beibehalten, sollten wir das nun frei im Raum schwebende Bild scharf und stark vergrößert wie vorher sehen. Wir blicken mit der Lupe sozusagen auf ein unsichtbares Bild im Raum, das wir dann aber dennoch gut sehen können. Jemand der ohne Lupe von der Seite auf die Stelle des Bildes blickt, sieht dort weiterhin nur leeren Raum, also nichts.

Als Kepler-Teleskop

Die vielen Teile des Versuchsaufbaus an den richtigen Positionen zu halten, kann für Menschen mit ihren nur zwei Händen hantierig werden. Auch die Verwendung von Stativen wird bald aufwändig. Den gleichen Effekt erreicht man auch, wenn man die zwei Linsen (das Brennglas und die Uhrmacherlupe) in zwei Röhren aus Pappe einbaut, die man dann als Ausziehtubus ineinander steckt. Siehe auch 👉 Ausziehtubus

Ein einfaches Kepler-Teleskop ist nichts anderes als ein Blick auf das Bild an der Stelle des Butterbrotpapiers, nachdem man das Butterbrotpapier weggezogen hat. Siehe auch 👉 Kepler-Teleskop

Philosophische Bedeutung

Dieser einfache Versuch, den wir immer wieder mit Kindern und Jugendlichen in unserer Lernwerkstatt in Aachen durchführen, reißt eine ganze Reihe von philosophisch wichtigen Themen der Erkenntnistheorie an. Im Kern geht es um zwei durchaus getrennt zu betrachtende Fragen

Ist das was wir sehen die Wirkichkeit?

Blickt man mit bloßem Auge auf die Stelle, wo das Bild sein müsste, sehen wir nichts. Blickt man aber mit einer Lupe darauf, sieht man plötzlich das Bild. Das wirft die Frage auf, wie zuverlässig das Bild ist, das uns unsere Sinne von der Wirklichkeit geben. Der große Philosoph Immanuel Kant (1724 bis 1804) zweifelte sogar grundsätzlich an, dass wir die Dinge der Wirklichkeit überhaupt direkt erkennen können. Was wir niemals sehen können, so Kant, ist das 👉 Ding an sich

Was heißt existieren?

Gibt es das Bild im leeren Raum wirklich? Den gängigen physikalischen Vorstellungen zufolge fliegen vom Fenster aus kommen unzählig viele Teilchen des Lichts, die Photonen, durch die Lupe und dann hin zu dem Raum wo das Bild sichtbar gemacht werden kann. Aber kann ein Bild, das man nicht sieht existieren? Siehe dazu 👉 Existenz

Weitere Ideen

Mehr Licht

Das Licht aus einem Fenster ist meist nicht besonders intensiv. Und wenn helles Licht aus einem Fenster in einen Raum einfällt, dann ist der Raum gleichzeitig auch oft so hell, dass ein projiziertes Bild nur sehr blass erscheint. Eine Lösung können leichte und kleine aber sehr helle Lichtquellen sein.^[3] Welch hellen Bilder man damit auf Flächen projizieren kann zeigt zum Beispiel der 👉 Megaskop-Kristall-Versuch

Teufel im Nebel

Im 18. Jahrhundert waren Vorführungen beliebt, in denen mit einer sogenannten Laterna Magica Bilder an die Wand geworfen werden konnten. Da es damals noch keine einfachen und sehr hellen Lichtquellen gab, waren entsprechende Geräte durchaus aufwändig und entsprechend selten. Große Angst unter dem Publikum soll eine Variante erzeugt haben, bei der als Projektionsfläche Qualm und Rauch dienten. Wie aus dem Nichts konnte dann ein leibhaftiger Teufel im Raum erscheinen. Siehe auch 👉 Laterna Magica

Wasserbilder?

Ganz ähnlich wie die Sichtbarmachung mit Qualm oder Rauch könnte man auch versuchen, das Bild in milchigem Wasser sichtbar zu machen machen. Man könnte dazu etwa ein Tischaquarium mit Wasser füllen und mit einem Schuss Milch oder cremigem Spülmittel das Wasser zu trüben.

Kann man die Bilder photographieren?

Wenn man die frei im Raum schwebenden Bilder mit einer Uhrmacherlupe sichtbar machen kann, kann man sie dann auch mit einer Kamera photographieren?

Fußnoten

[1] Der Effekt, dass man Licht an sich erst einmal nicht direkt sieht, wird auch behandelt in einem Lehrbuch der Physik für die Sekundarstufe ein: "Der lichtdurchflutete Nachthimmel erscheint uns dunkel, nur der beleuchtete Mond ist sichtbar." Zur Erklärung wird dann erst eine Prämisse gelegt: "Lichtbündel werden dadurch sichtbar gemacht, dass man in ihren Verlauf Kreidestaub, Wasserdampf oder Rauch bläst. An den Kreide-, Wasser- oder Rauchteilchen wird ein Teil des Lichts gestreut. Man sieht die beleuchteten Teilchen." Und als Schluss: "Schauen wir nachts in den den wolkenlosen Himmel, dann erscheint er uns schwarz, obwohl doch die Sonne auch nachts leuchtet. Das Licht scheint an der Erde vorbei, es wird nicht gestreut, also gelangt es nicht in unser Auge. Erst wenn der Mond als überdimensionales Staubteilchen in unser Blickfeld tritt, wissen wir, dass das Universum lichtdurchflutet ist." In: Physik. Gymnasium. Sek I. Dorn.Bader. Schroedel Verlag. Hannover 2001. ISBN: 3-507-86262-X. Dort sehr ausführlich und mit Bildern auf Seite 11.

[2] In seinem Buch "Der Geist fiel nicht von Himmel" von 1980 schreibt der Wissenschaftsautor Hoimar von Ditfurth: "Was unsere Augen aufnehmen, wird nicht etwa so weitergegeben 'wie es ist'. Es wird in jedem Fall auf eine äußert komplizierte Weise verarbeitet." Als Beispiel stellt für diesen Umstand stellt der Autor dieser Feststellung eine Skizze bei, von einem 👉 Necker-Würfel

[3] Als Lichtquelle für Versuche hat sich vielfach bewährt 👉 WH54 20260418 Inventar Kopflampe