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Schattenbank (Lernwerkstatt)


Optik


Grundidee


Auf einem kleinen Brett sind zwei kleine Glühbirnen montiert. Ihnen gegenüber ist eine senkrechte weiße Wand. Dazwichen wird nur ein kleiner rechteckiger Turm aufgestellt. Welche Schattenformen ergeben sich? Die Versuche 1 und 2 eignen sich ab der Grundschule, die anderen Versuche ab der Klasse 8 oder 9.

Die Schattenbank in Betrieb nehmen



Versuch 1: die Idee der Strahlenoptik



Versuch 2: Kern- und Halbschatten



Versuch 3: Proportionalitäten erkennen



Versuch 4: Strahlensatz anwenden



Versuch 5: Gedankenexperiment


Ein typisches Vorgehen in der Physik ist es, dass man seine Erkenntnisse auf Bereiche ausdehnt, die man noch nicht näher untersucht hat. So könnte man mit den hier beschriebenen Experimenten mit Schatten zum Beispiel fragen: wie gut gilt die Logik der Strahlenoptik, wenn man die Lichtquelle und den Holzturm beide sehr viel schmale macht? Wenn ja der Strahlensatz weiter gilt (was spräche dagegen?), dann sollte die abgebildeten Schatten vielleicht schmale werden, aber an sich noch mit Strahlen vorhersagbar sein. Genau solche Fragen stellten sich verschiedene Naturforscher im 17ten Jahrhundert. Dabei machten sie mehrere verblüffende Beobachtungen. Siehe dazu das Einzelhaarexperiment (Laser) ↗