Materialien zum Unterricht

Schatten

Lumi hat ein Schattentheater eröffnet. Der Star ist Pino, ein Pinguin aus Pappe auf einem Holzstab. Pino hat einen großen Traum: Er möchte ein riesiger Schatten sein. Leider weiß er nicht, wie das geht. Hilf ihm! Hinter einem lichtundurchlässigen Körper entsteht ein Schatten, weil das Licht sich geradlinig ausbreitet und nicht um den Körper herumkommt. Wie groß der Schatten wird, wie viele Schatten es gibt und warum sie sogar bunt sein können, findest du in den drei Versuchen heraus.

Die Sprüche sind albern, die Schatten nicht: Jeder Schatten wird exakt aus geradlinigen Lichtstrahlen berechnet. Die Lampen sind punktförmig und stehen alle auf derselben Höhe wie Pinos Bauch. Zum Üben auf Papier gibt es ein Arbeitsblatt mit Lösung.

Versuch 1: Eine Lampe – ein Schatten

Das Schattentheater von oben gesehen

Die Wand von vorn gesehen

Ziehe die Lampe und Pino hin und her. Lumi sitzt als Lichtfleck auf der Wand: Ziehe sie oder tippe auf die Wand.

Das ist Pino

Pino ist vom Hut bis zu den Füßen 27 cm groß. Er ist aus Pappe, also lichtundurchlässig.

Messwerte
Lampe bis Pino
Lampe bis Wand
Vergrößerung
Pinos Schatten
Auftrag

Merke:
  • Hinter einem lichtundurchlässigen Körper entsteht ein Schatten: ein Raum, in den kein Licht der Lampe gelangt. Auf der Wand sehen wir ihn als dunkle Fläche mit dem Umriss des Körpers.
  • Die Grenzen des Schattens findest du mit den Randstrahlen. Sie gehen von der Lampe aus und streifen gerade noch den Rand des Körpers.
  • Je näher der Körper an der Lampe steht, desto größer ist sein Schatten. Je näher er an der Wand steht, desto mehr gleicht der Schatten der Größe des Körpers.
  • Profi-Regel: Der Schatten ist so viel größer als der Körper, wie die Wand weiter von der Lampe entfernt ist als der Körper. Steht Pino 1 m vor der Lampe und die Wand 2 m, ist sein Schatten doppelt so groß.

Versuch 2: Zwei und mehr Lampen – Kernschatten und Halbschatten

Das Schattentheater von oben gesehen

Die Wand von vorn gesehen

Setze Lumi in die verschiedenen Bereiche des Schattens. Die Linien zeigen, welche Lampen sie von dort aus sehen kann.

Lampen

Der Leuchtstab besteht aus vielen kleinen Lampen dicht nebeneinander. Ziehe an seinen Enden.

Was sieht Lumi?
Lampen, die Lumi sieht
Lumi sitzt im
Auftrag

Pino findet seinen dunklen Kernschatten gruselig. Bringe ihn zum Verschwinden!

Merke: Bei zwei oder mehr Lampen hat ein Körper mehrere Schatten. Sie können sich überlappen.
  • Kernschatten: Dorthin gelangt von keiner Lampe Licht. Er ist ganz dunkel.
  • Halbschatten: Dorthin gelangt Licht von einigen, aber nicht allen Lampen. Er ist heller als der Kernschatten.
  • Bei einer ausgedehnten Lichtquelle (Leuchtstab, Leuchtstoffröhre, Sonne) geht der Kernschatten über einen breiten Halbschatten allmählich in den hellen Bereich über. Der Schatten hat dann unscharfe Ränder.

Versuch 3: Farbige Schatten

Das Schattentheater von oben gesehen

Die Wand von vorn gesehen

Die Wand ist weiß. Wo das Licht aller drei Lampen ankommt, mischt es sich zu Weiß. Was passiert im Schatten einer einzelnen Lampe?

Lampen
Was sieht Lumi?
Lampen, die Lumi sieht
Farbe an der Wand
Auftrag

Merke: Farbiges Licht mischt sich auf einer weißen Wand: Rot + Grün + Blau = Weiß. Hält ein Körper das Licht einer Lampe ab, dann fehlt im Schatten genau diese Farbe. Man sieht die Mischfarbe der übrigen Lampen. Ein Schatten hat also nicht die Farbe des Körpers, sondern die Farbe des Lichts, das noch dort ankommt. Nur wo das Licht aller Lampen fehlt, ist der Schatten schwarz.

Farbiges Licht mischen

Licht von …ergibt auf der weißen WandSchatten von …
Rot + GrünGelbBlau
Rot + BlauMagenta (Purpur)Grün
Grün + BlauCyan (Türkis)Rot
Rot + Grün + BlauWeißkeiner Lampe
keiner LampeSchwarzallen drei Lampen

Achtung: Das ist Mischen von Licht. Mit dem Malkasten gilt es nicht, dort ergibt Rot und Grün eher Braun.

Schatten im Alltag

Im Fußballstadion hat jeder Spieler am Abend vier Schatten, einen für jeden Flutlichtmast. Wo sie sich in der Nähe der Füße überlappen, ist es am dunkelsten.

Die Operationslampe im Krankenhaus besteht aus vielen Lampen, die weit auseinander sitzen. So werfen die Hände der Ärztin keinen dunklen Kernschatten auf die Wunde, sondern nur einen schwachen Halbschatten.

Pino sagt dazu: „Vier Schatten? Dann wäre ich endlich eine ganze Pinguin-Bande!“

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