Licht und Schatten im Praktikum

Als Schattenkörper lässt man sich im Baumarkt eine entsprechend Stückzahl von Klötzen in 10 cm x 10 cm Abmessung sägen.
Als Material besonders gut geeignet sind 19 mm starke MDF-Platten. Sie haben eine Festigkeit fast wie Kunststoff, sind aber sehr kostengünstig.
Pro Schattenkörper müssen etwa 10 bis 15 Cent veranschlagt werden.

Wenn Sie schon im Baumarkt sind, dann lassen Sie sich noch eine entsprechende Stückzahl weiß beschichteter Rückwandplatten (etwa 3 mm stark für Schrankrückwände) zuschneiden.
Eine geeignete Größe ist z.B. 50 cm x 50 cm oder auch 60 cm x 40 cm. Auch diese Rückwandplatten sind sehr billig zu bekommen.

Damit die Schirme stehen bleiben, befestigen Sie am nicht beschichteten Ende ein Kantholz. Dieses kann aufgeleimt oder auch mit kleinen Nägeln von der beschichteten Seite aus aufgenagelt werden.
Vielleicht schneidet man Ihnen im Baumarkt die Kanthölzer ja auch gleich in der richtigen Länge zu.

Hier wurde ein Fahrradbirnchen als punktförmige Lichtquelle verwendet.
Der Schatten zeichnet sich auf der Rückwandplatte deutlich ab.

Auf jeden Fall sollte man die Abstände Gegenstand-Schirm und Lampe-Gegenstand verändern lassen, um zu erforschen, wie sich die Größe des Schattens verändert. (vgl. Arbeitsblatt, das man weiter unten herunterladen kann.)

Wenn man zwei Lampen verwendet, bekommt man Schattenbilder mit dunklem Kernschatten in der Mitte und weniger dunklen Halbschatten seitlich davon.

Es ist lehrreich, die Schüler jeweils eine Lampe abdecken zu lassen. Dann kommen sie ganz leicht darauf, wie dieses Schattenbild entsteht.

Man kann das Experiment dann noch einmal virtuell auf dieser Seite mit den Strahlengängen nachvollziehen.

Das Schattenbild bei dieser Aufnahme stammt aus drei punktförmigen Lampen. Der Kernschatten entsteht dort, wo die Schatten von allen drei Lampen zusammenfallen.

Beim dunkleren Halbschatten fallen die Schatten von zwei Lampen zusammen. Von der dritten Lampe fällt aber Licht in diesen Bereich.
Der helle Halbschatten ist der Schatten nur einer Lampe, von zwei Lampen fällt Licht in diesen Abschnitt.

Nimmt man immer mehr Lampen (vier oder fünf), so treten immer mehr "Halbschatten" auf, die immer weniger gut gegeneinander abgegrenzt sind.

Im Grenzfall gelangt man zu einer ausgedehten Lichtquelle, die man sich aus lauter einzelnen, eng beieinanderliegenden Punktlichtquellen zusammengesetzt denken kann.

Hier gibt es kein deutlich abgegrenztes Schattenbild mehr, die Schatten sind "verwaschen".

Ein solche ausgedehnte Lichtquelle ist einfach mit einer 30 cm langen 35 Watt Glühlampe in Stabform zu realisieren. Solche Lampen bekommt man ebenfalls für 10 bis 15 Euro in vielen Baumärkten.
Auf einem kleinen Brett montiert und mit Kabel und Stecker versehen ist eine solche Lampe schnell einsatzbereit.