Der geknickte Stab
Der Einstieg in das neue Themengebiet wird über das Experiment des "geknickten Stabes" versucht. In einer mit Wasser gefüllten Wanne befinden sich zwei Metallstäbe. Einer der beiden ist geknickt. Nur welcher?
Es ist genau der Stab geknickt, der gerade ausschaut. Dinge unter der Wasseroberfläche werden scheinbar gehoben, der wirkliche geknickte Stab weisst also genau die richtig Krümmung auf, um diesen Effekt zu kompensieren.
Die optische Hebung
Die Wann in der die Stäbe sind, ist nur von oben einzusehen. Die Frage ist legitim, wie die Stäbe wohl von der Seite aussehen mögen? Zur Überraschung der Schüler ist ein gerader Stab in der Seitenansicht immer noch gerade, wenn er die Wasseroberfläche durchstößt. Augenscheinlich tritt die optische Hebung nur bei streifendem Blick auf.
Quantitative Aussagen lassen sich mit dem folgenden Experiment gewinnen: Eine Münze wird am Rand eines Aquariums versenkt. Der "Tastweg" wird mit einer Stange bestimmt, die man von aussen an die Münze heranführt. Nun peilte man die Münze mit einem Rohr an und zeichnet den "Blickweg" ein (siehe Bild). Der Aufenthaltsort der Münze scheint tatsächlich angehoben! (Übrigens: Teilt man die Länge des Lichtwegs durch die Länge des Tastwegs erhählt man den Brechungsindex n.) Variiert man den Blickwinkel bzgl. dem Lot, so stellt man fest, dass mit der Zunahme desselben auch die Hebung steigt.
Die Schüler sollen jetzt versuchen, mit einer Stange die Münze am Boden des Aquariums zu treffen. Nur mit Mühe und einigen Tricks wird es einigen gelingen.
Dieses Experiment wirft eine Frage auf: Gibt es auch eine optische Hebung, wenn man direkt von oben auf die Münze schaut? (Tut man dies, so läßt sich die Münze ganz einfach mit einem Stab treffen.) Dazu werden die Schüler gebeten, selber ein Experiment durchzuführen. Ein 
Arbeitsblatt leitet sie an.
Anhand eines anderen Arbeitsblatts sollen sie eigenständig versuchen, die senkrechte optische Hebung zu bestimmen. Bei der Ausgabe der Bechergläser kann aus der Not eine Tugend gemacht werden: Unterschiedliche Höhen der Bechergläser - bzw. der Wasserstand in ihnen - haben verschiedene Werte für die Hebung zur Folge. In einer Art Meßwerttabelle werden die Daten der Schüler aufgenommen, an der Tafel verglichen und nach Gemeinsamkeiten gesucht. Setzt man die Höhe des Wasserstandes mit der scheinbaren Anhebung in Beziehung, so wird man näherungsweise herausbekommen, dass die Münze im Glas um ein Viertel der Wasserhöhe angehoben erscheint.
Ein Stab wird beim Übergang Luft-Wasser nicht geknickt, Licht sehr wohl! Eine Experimentierleuchte wird so aufgebaut, dass das Licht streifend an einer scharfen Kante vorbeiläft, um dann seinen Weg in das Aquarium fortzusetzen. Die Schattengrenze bekommt von der Seite gesehen einen Knick, der von den Schülern verwundert aufgenommen wird. Die Sichtbarkeit der Lichtbrechung wird durch einen klassischen Laserstrahlversuch erhöht. Der Begriff "Lichtbrechung" wird mit einer Zeichnung eingeführt.
Die Dispersion kann insofern angerissen werden, dass ein Experiment aufgebaut wurde, welches die Spiegelwelt noch einmal einbezog. In das mit Wasser gefüllte Aquarium wird ein Spiegel schräg hineingestellt. Hält man in einiger Entfernung davon eine Stableuchte über das Bassin, kann man mit Blick in die Spiegelwelt die Spektralfarben der Lampe sehen.
Die Schusterkugel
Die Schusterkugel ist das letzte Experiment der Anfangsoptik. Ein gewönlicher Rundkolben wird mit einer Leuchte bestrahlt und langsam mit Wasser gefüllt. Im Schattenbild des Kolbens sah man seltsamerweise das Wasser einströmen, den Wasserspiegel aber nicht steigen. Erst nach ca. der halben Füllung beginnt das Wasser einen Schatten zu werfen. Es sollte ein großer Kolben verwendet werden, da dieser Effekt eine gewisse Mindestgröße erfordert. Die Erklärung dieses Phänomens finden Sie in unserer
Veröffentlichung zur Schusterkugel.
Die Schusterkugel dient in unserem Curriculum als Übergang zu den Linsen, denn die mit Wasser gefüllte Schusterkugel hat eine sehr schöne lichtsammelnde Eigenschaft, wie die folgenden Bilder zeigen:
