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Didaktik der Physik
Wärmestrahlung

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    Gemäldeuntersuchung mit einer Webcam oder Handy mit infraroter und ultravioletter Strahlung



    Was findet sich unter der Farbschicht des Gemäldes?

    Aus Sicht der Malerei oder Kunstwissenschaft ist es neben der künstlerischen Gestaltung, der Werdegang eines Gemäldes, die sowohl den Betrachter als auch den Kunstsammler in ihren Bann ziehen. Auch sind die Fragen zum Zustand des gesamten Bildes ein wesentlicher Aspekt. So stellt sich die Frage, ist das Bild nachbearbeitet, wurde es restauriert und gibt es eine Unterzeichnung? Von diesen Ergebnissen hängt ebenfalls der Wert eines Kunstobjektes ab. Die entscheidende Frage lautet allerdings: Ist es ein Original oder eine Fälschung?

    Die Experimente bzw. Untersuchungen zielen einerseits darauf ab, die bei Tageslicht nicht erkennbaren Unterzeichnungen eines Gemäldes mit Hilfe von Bestrahlung im infraroten Bereich und Einsatz eines IR-Durchlass Filters 'sichtbar' zu machen. Andererseits mit ultravioletter Strahlung und einem UV-Durchlass Filter die Farboberfläche auf Schäden, Restaurationseingriffe und Veränderungen zu untersuchen.


    Ein einfacher Schulversuch

    Für einen einfachen Schulversuch haben wir ein Tuschebild aus Farben eines Deckfarbenkastens erstellt, mit einer Unterzeichnung. Bevor die einzelnen Farben eingesetzt werden konnten, musste jede Farbe des einzelnen Herstellers auf Transparenz im sichtbaren und infraroten Bereich überprüft werden, da Unterschiede in der Transmission auftreten. Für das Bild haben wir die Farben gewählt, die im sichtbaren Bereich gut absorbieren, aber infrarote Strahlung ungehindert durchlassen.

    Wahlweise kann für die Aufnahmen eine Webcam ohne internen Filter oder ein Handy/Smartphone benutzt werden, mit dem Unterschied, dass beim Handyversuch eine 1250 W Halogenlampe verwendet wurde und bei der Webcam eine 60W Glühlampe. Aber auch hier gilt, nicht jedes Smartphone oder Handy ist geeignet. Liegen die Filterkanten des internen Filters dicht am sichtbaren Bereich und ist der Übergang zum IR-Durchlass Bereich steil, kommt praktisch kaum Strahlung an der Kamera an. Das Bild bleibt dunkel.

    Tuschbild mit Pentagon aus dem Deckfarbenkasten Unterzeichnung mit dem Smartphone sichtbar gemacht
    Abb.: Links: Tuschebild mit Pentagon aus dem Deckfarbenkasten. Die Untermalung besteht aus den Farben blaugrün und violett der Firma Metro in mehreren Schichten. Rechts: Unterzeichnung mit dem Smartphone sichtbar gemacht mit rückseitiger Durchstrahlung.

    Ersetzt man die Halogenstrahler oder Glühlampen mit einer Quecksilberdampflampe und tauscht den IR-Filter gegen einen UV-Filter aus, kann die Oberflächenstruktur des Bildes untersucht werden.

    Strukturen der Oberfläche mit UV-Strahlung sichtbar machen Aufbau Webcam mit UV-Filterfolie Lee798
    Abb.: Links: Die Strukturen der Oberfläche werden mit UV-Strahlung sichtbar gemacht. Rechts: Aufbau der Webcam mit UV-Filterfolie Lee798. Die Filterfolie lässt einen deutlichen Blauanteil des sichtbaren Spektrums passieren.


    Benötigtes Material

    Für die Gemäldeuntersuchung wird eine Webcam, bei der der Filter entfernt werden kann, benötigt. Für die beschriebenen Versuche kamen folgende Komponenten zum Einsatz:

    • Webcam Fa. Conrad, Bestell-Nr. 971975, 351922. - Ausverkauft
      Ersatz: HAMA Webcam "Digital Eye II" (2Mpx)
    • Infrarotfilter Dia Positiv (unbelichtet entwickelt)
    • Lee-Filter 798
    • Filter für Tageslichtaufnahme, KG5
    • 2 Quecksilberdampflampen, je 125 W
    • 60W Glühlampe
    • 1250W Halogenstrahler
    • Tuschkasten (Deckfarben)

    Die Gesamtkosten beider Versuche belaufen sich auf ca. 220,-€.
    Die Versuche können auch mit Eitempera, Öl- und Acrylfarben durchgeführt werden, doch ist der Aufwand in materieller und zeitlicher Hinsicht deutlich höher.

    Für die ausführliche Beschreibung und Hintergründe zu anderen Malfarben (Malstoff), Pigmenten und Filtermaterialien lesen Sie bitte den Beitrag in Praxis der Naturwissenschaften - Physik, 3/62. Den ausführlichen Literaturhinweis finden Sie in dem vorhergehenden Eintrag (April 2013).


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    28.07.2017 13:14:03