Der Tyndall-Effekt - Wie man Lichtstrahlen sichtbar machen kann

Manchmal kannst du Sonnenstrahlen sehen. Zum Beispiel wenn die Sonne durch eine Wolkenlücke scheint. Aber auch, wenn du durch den Wald spazierst und es leicht neblig ist. Doch wie funktioniert das? Wieso kann man Sonnen- oder Lichtstrahlen allgemein manchmal sehen und manchmal nicht? Mit diesem schnellen Experiment kannst du es selbst herausfinden.

• Experiment: Tyndall-Effekt
• Erklärung: Was ist der Tyndall-Effekt?
• Wie nutzen wir den Tyndall-Effekt?
• Wer war John Tyndall?

Experiment: Tyndall-Effekt

Der Effekt ist bereits mit einer hellen Taschenlampe sichtbar. Wenn du die Möglichkeit hast, nutz einen Laserpointer, dann ist der Tyndall-Effekt viel deutlicher zu erkennen. Pass hier aber besonders auf und lass dir von einer erwachsenen Person helfen. Leuchte niemandem ins Gesicht: Laserpointer können zu Augenschäden führen!

Du brauchst:

• Glas mit Wasser
• Milch
• Löffel
• Taschenlampe
• Evtl. Laserpointer

Und so gehst du vor:

1. Füll ein Glas mit Wasser und stell es vor dich auf den Tisch.
2. Am besten stellst du dich so hin, dass du von oben in das Glas gucken kannst (seitlich geht aber auch).





3. Leuchte mit der Taschenlampe seitlich durch das Glas. Kannst du den Lichtstrahl sehen? Halte deine Hand oder ein Blatt Papier auf die andere Seite des Glases und überprüfe, dass der Lichtstrahl tatsächlich durch das Glas geht.



4. Wiederhole das ganze mit einem Laserpointer. Auf deiner Hand oder einem Blatt Papier kannst du den Punkt des Laserpointers sehen. Wie ist es im Wasser?



5. Tauche die Spitze eines Löffels in ein wenig Milch. Verrühre den kleinen Tropfen mit dem Wasser im Glas.



6. Jetzt wiederholst du das Experiment mit der Taschenlampe und dem Laserpointer. Was stellst du fest?

Wenn du einen Tropfen Milch mit Wasser vermischst entsteht ein Kolloid. Im Wasser sind jetzt winzig kleine Fetttröpfchen gelöst. An diesen Fetttröpfchen wird das Licht der Taschenlampe oder des Laserpointers gestreut. Der Lichtstrahl wird sichtbar.

Erklärung: Was ist der Tyndall-Effekt?

Der Tyndall-Effekt beschreibt die Streuung von Licht an winzig kleinen Teilchen in einer Flüssigkeit oder einem Gas. Die Teilchen müssen dafür so klein sein, dass sie in der Größenordnung der Wellenlänge von Licht liegen, also im Nanometer-Bereich. Ein Nanometer ist ein milliardstel Meter, also 0,000000001 m.

Der Lichtstrahl wird sichtbar, wenn er durch Nebel, Rauch, staubige Luft oder getrübtes Wasser fällt.

Eine solche Mischung von winzigen Teilchen in einer Flüssigkeit oder einem Gas nennt man Kolloid. Die Teilchen sind so klein, dass sie nicht zu Boden sinken, sondern gleichmäßig verteilt im Wasser schweben. Typische Größen sind zwischen 1 und 1000 Nanometern.

In Milch bestehen diese winzigen Teilchen aus Fett. Milch selbst ist schon ein Kolloid aus Wasser und Fett. Wenn wir einen Tropfen Milch in unser Wasser geben, verdünnen wir das Kolloid lediglich, um den Lichtstrahl besser zu sehen. Die Fetttröpfchen der Milch streuen das Licht und es wird sichtbar.

Wichtig: Eine Lösung, wie zum Beispiel Zucker in Wasser, ist kein Kolloid, da es keine unlöslichen Schwebeteilchen gibt.

Nebel besteht aus winzig kleinen Wassertröpfchen, die das Licht streuen. Aber auch Pollen in der Luft können dazu führen, dass wir Lichtstrahlen sehen können

Wie nutzen wir den Tyndall-Effekt?

Es gibt verschiedene Anwenungungen, bei denen der Tyndall-Effekt eine Rolle spielt.

Optische Rauchmelder nutzen den Tyndall-Effekt. Befinden sich Rauchpartikel in der Luft, so wird das Licht gestreut und fällt auf einen optischen Sensor. Dadurch wird der Alarm ausgelöst.

Der Augenarzt prüft mit einer Spaltlampe, ob die Flüssgkeit im Auge frei von Schwebeteilchen ist. Kann er eine Streuung wahrnehmen, sind winzige Teilchen vorhanden, die das Auge trüben.

Wer war John Tyndall?

John Tyndall (2.8.1820 - 4.12.1893) war ein britischer Naturwissenschaftler. Außerdem war er Vermesser und an mehreren Versuchen beteiligt, das Matterhorn zu besteigen. Naturwissenschaften studierte er in Marburg, wo er auch seine Doktorarbeit ablegte. In Großbritannien entwickelte er mehrere Experimente zur Wissensvermittlung.

1871 konnte John Tyndall mit dem nach ihm benannten Effekt die Luftverschmutzung in London nachweisen.