Wow, hast du schon einmal von Hydrogel-Kugeln gehört? Diese magischen Kügelchen können das Wasser in sich aufnehmen und sich dabei stark vergrößern. Aber wie funktioniert das? In diesem Artikel werde ich es dir verraten!
Materialien, Experiment und Erklärung
Du benötigst lediglich Wasser, zwei Gläser und farblose “Gelkugeln” oder “Wasserperlen”. Gelkugeln sind in verschiedenen Geschäften erhältlich und werden oft als dekorative Füllung für Blumenvasen verwendet. Jetzt fragst du dich vielleicht, wie das Ganze funktioniert. Lass mich es dir erklären!
Als erstes gibst du einige Kügelchen in ein leeres Glas und füllst es mit Wasser auf, aber nicht ganz voll. Innerhalb von ein paar Stunden saugen die Kugeln das Wasser auf und werden deutlich größer. Du kannst dieses faszinierende Phänomen in einem Zeitraffer-Video gut beobachten. Nach einigen Stunden kannst du das Glas komplett mit Wasser auffüllen und die Kugeln werden verschwinden. Gießt du das Wasser wieder aus, werden die Kugeln wieder sichtbar. Du kannst deine Freunde sogar dazu auffordern, ihren Finger in das gefüllte Glas zu tauchen, was zu amüsanten Reaktionen führen kann!
Das Geheimnis der Gelkugeln
Die Gelkugeln bestehen hauptsächlich aus Wasser, da sie eine große Menge davon aufnehmen können. Dadurch haben sie ähnliche optische Eigenschaften wie Wasser, insbesondere den Brechungsindex. Der Brechungsindex ist dafür verantwortlich, dass wir durchsichtige Dinge sehen können. Glas hat beispielsweise einen anderen Brechungsindex als Luft, daher können wir Glasgegenstände sehen.
Im Fall der Gelkugeln liegt der Brechungsindex des Wassers bei etwa 1,33, während der Brechungsindex der Gelkugeln sehr ähnlich ist. Das erklärt, warum wir die Kugeln kaum sehen können, wenn sie im Wasser liegen.
Diese erstaunlichen Kügelchen können so viel Wasser aufnehmen, weil sie aus Superabsorbern hergestellt sind. Sie bilden ein Hydrogel, ähnlich wie bei “super-saugfähigen” Windeln.
Der Zusammenhang mit dem Sehen unter Wasser
Der Brechungsindex von Wasser ist auch der Grund, warum wir unter Wasser ohne Hilfsmittel nur verschwommen sehen können. Unser Auge ist für das Sehen in der Luft konzipiert. Wenn die Hornhaut, der äußerste Teil unseres Auges, direkt mit Wasser in Berührung kommt, wird das Licht kaum mehr gebrochen, da der Brechungsindex der Hornhaut dem von Wasser ähnelt. Dadurch treffen sich die Lichtstrahlen nicht mehr im Brennpunkt und wir sehen unscharf.
Mit einer Taucherbrille können wir scharf sehen, aber es kommt zu Lichtbrechungen an den Übergängen zwischen Wasser und Taucherbrillenscheibe, sowie zwischen Taucherbrillenscheibe und Luft. Dadurch schätzen wir Entfernungen und Größen im Wasser falsch ein. Mit einer Taucherbrille erscheint alles 33% größer und 25% näher als es tatsächlich ist. Wenn dir also Freunde von “riesigen Fischen” im Wasser erzählen, frag sie nach ihrer Taucherbrille!
Fazit
Hydrogel-Kugeln sind faszinierend und können uns viel über das Brechungsverhalten von Licht und das Sehen unter Wasser erklären. Probier es doch selbst aus und beobachte, wie die Kugeln das Wasser aufsaugen und wieder abgeben. Viel Spaß dabei!
Autor: Dr. André Lampe für Plötzlich Wissen!
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