Arbeitsblattvorlage · Licht und Schatten

Fünf A4-Seiten zum Ausfüllen und Zeichnen auf Papier. Sie ersetzen die schriftlichen Heftaufgaben aus dem Schattenlabor. Die ersten drei Seiten begleiten die Experimente; die letzten beiden sichern Zeichnungen und Merksätze. Die vertieften digitalen Forscheraufträge ergänzen diese Vorlage: Übertrage zusätzliche Messwerte und Begründungen bei Bedarf auf die Rückseiten. Auftrag und Simulation sind dort gemeinsam zugänglich.

Zum interaktiven Schattenlabor

iPad-Bedienung: A/B antippen schaltet die zwei Lampen. Ziehe an den Pfeilen: ↕ A/B verändert den Lampenabstand, ↔ Schieben bewegt den Körper, ↕ Breite verändert seine Größe, ↕ Leuchtfläche verändert die Lichtquellen. Abstände bleiben sichtbar; „Genaue Werte einstellen“ öffnet die Regler. Tippe ins Wandbild, um freie und blockierte Lichtwege zu prüfen.

Drucke auf A4 im Hochformat, Skalierung 100 %, ohne Browser-Kopf- und Fußzeilen. Die Vorlage enthält Hilfen, aber keine ausgefüllten Lösungen. Für die Merksätze darf die Station „Dein Heftbild“ genutzt werden.

Arbeitsweise: Ordne zuerst die Comicbilder den Zeichen zu. Unter „Forscheraufträge“ stehen Buchauftrag und Versuch zusammen. Ziehe die Elemente direkt im Bild; genaue Werte: Regler öffnen. Vermute auf Papier, miss und sichere. Begründe mit Lichtwegen. Zusatzfragen: Rückseiten nutzen. Hilfe: Buch und HTML. Material: Bleistift, Lineal.

Auftrag 1 · Wie wird der Schatten größer?

Buch: S. 40, Schatten verändern · S. 41, Aufgabe 2.

Wähle „Ein scharfer Schatten“. Nur A ist an, Körperbreite 7 cm, Lampenabstand 0, Lichtquellengröße 0. Die Wand bleibt fest.

Meine Vermutung: Wird der Schatten größer, wenn der Körper näher zur Lampe oder näher zur Wand kommt?

Abstand Lampe–KörperSchattenbreite laut Labor
24 cm________________ cm
54 cm________________ cm

Meine Erklärung: „Wenn der Körper …, wird der Schatten …, weil die Randstrahlen …“

Auftrag 2 · Scharf oder diffus?

Buch: S. 40, Bilder 2 und 3 · S. 41, Aufgabe 3.

Wähle „Weiche Ränder“. Nur A ist an. Lass Körperposition und Körperbreite unverändert. Vergleiche die Lichtquellengrößen 0 cm und 6 cm. Diffus bedeutet hier: mit weichen, unscharfen Übergängen.

Leuchtende FlächeSo sieht der Schattenrand aus
Punktquelle · 0 cm
Ausgedehnte Quelle · 6 cm

Warum verändert sich der Rand? Denke an verschiedene Punkte der leuchtenden Fläche.

Zusatz: Lass die große Lichtquelle an und schiebe den Körper näher zur Wand. Was passiert mit dem Übergang?

Auftrag 3 · Kern- und Halbschatten

Buch: S. 39, Bild 2 und Erklärung der überlagerten Schatten.

Wähle „Kern- und Halbschatten“. A und B sind an. Schalte A und B danach einzeln aus und wieder ein. Untersuche, welche Lichtwege frei sind.

WandbereichWelche Lampe erreicht ihn?
A / B / beide / keine
Wie hell erscheint er?
Kernschatten
Oberer Halbschatten
in der Draufsicht
Unterer Halbschatten
in der Draufsicht
Außerhalb der Schatten

Erkläre den Unterschied zwischen Kern- und Halbschatten:

Zeichenhilfe: Im Wandausschnitt von vorn entspricht links dem oberen Bereich der Draufsicht. Prüfe für jede Lampe einzeln, ob der Körper ihren Lichtweg blockiert.

Auftrag 4 · Können sich Schatten trennen?

Buch: S. 39, Bilder 1 und 2; Aufgabe 2 als Ergänzung.

Wähle erneut „Kern- und Halbschatten“. Ändere nur den Abstand A–B auf 0 cm, 6 cm und 18 cm. Lichtquellen bleiben punktförmig.

Abstand A–BSo liegen die Schatten / Gibt es Kernschatten?
0 cm
6 cm
18 cm

Was kannst du über einen hellen Bereich zwischen getrennten Schatten sagen?

Auftrag 5 · Dunkel, grau und hell

Buch: S. 39, Bild 2. Eigene Skizze auf der Rückseite.

Wähle „Kern- und Halbschatten“. Zähle die Helligkeitsstufen: dunkel mitzählen! Schalte B aus und zähle erneut. Zeichne den Versuch mit zwei Lampen und beschrifte Kernschatten, Halbschatten und beleuchtete Wand.

Auftrag 6 · Schatten beim Schreiben

Buch: S. 41, Bilder 4 und 5 sowie Aufgabe 4.

Ich schreibe mit: rechts links

Wo sollte meine Schreibtischlampe stehen? Begründe mit dem Lichtweg.

Wie könnten größere Lichtquellen im Klassenraum störende Schatten verändern?

Mitmachversuch · Meine Handschattenfigur

Nutze die HTML-Anleitung „Handschatten“. Wähle eine Figur. Halte das Handylicht fest und verändere nur den Abstand deiner Hände.

Meine Figur: Hase Vogel Hund
Stellung der HändeGröße des SchattensSchärfe des Randes
Näher zur Lampe
Näher zur Wand
Sicher arbeiten: Nicht in die LED schauen oder in Augen leuchten. Handy stabil aufstellen, Wege freihalten. Kein Laser, keine Kerzen. Bei einem warmen Gerät Pause machen. Ohne Handy: Führe denselben Abstandsvergleich im Labor mit einer ausgedehnten Lichtquelle durch.

Erklären statt nur anklicken · Zwei Experimente

Wähle zwei deiner Versuche. Nutze Beobachtung und Erklärung aus den Arbeitsblättern. Schreibe jeweils drei zusammenhängende Sätze.

Experiment 1:

Ich habe … verändert. Dabei habe ich … beobachtet. Das liegt daran, dass …

Experiment 2:

Ich habe … verändert. Dabei habe ich … beobachtet. Das liegt daran, dass …

Ich habe meine sechs Antworten in der HTML geprüft und nötige Verbesserungen auf dem Arbeitsblatt ergänzt.

Buch: S. 40, Bild 1 · S. 41, Aufgabe 1. HTML: Station „Dein Heftbild“, Zeichnung A.

Vervollständige den vorbereiteten Aufbau mit Lineal und Bleistift. Die kurzen Striche zeigen den Körper und die Wand in der Draufsicht.

  1. Zeichne von der Lampenmitte eine Gerade an der oberen Körperkante vorbei bis zur Wand.
  2. Zeichne genauso den zweiten Randstrahl an der unteren Körperkante vorbei. Ergänze Pfeile in Ausbreitungsrichtung.
  3. Schraffiere den Schattenraum hinter dem Körper zwischen den Randstrahlen.
  4. Markiere das Schattenbild auf der Wand und beschrifte alle fünf Begriffe aus dem Wortkasten. Nutze freie Flächen für Beschriftungen und Hinweislinien.
Draufsicht · Randstrahlen noch ergänzen
Beschriftungen: punktförmige Lichtquelle · lichtundurchlässiger Körper · Randstrahlen · Schattenraum · Schattenbild
Merksatz 1 · Entstehung

Erkläre in 2–3 Sätzen, warum ein Schatten entsteht. Unterscheide Schattenraum und Schattenbild. Du darfst Merksatz 1 aus der HTML übernehmen.

Merksatz 2 · Größe und Schattenrand

Notiere den Zusammenhang zwischen Abstand und Größe sowie zwischen Lichtquellengröße und Randschärfe. Nutze Merksatz 2 aus der HTML.

Selbstkontrolle: Die Randstrahlen müssen an den Körperkanten vorbei bis zur Wand verlaufen. Nur der Bereich hinter dem Körper wird schraffiert. Schattenraum ist ein Bereich im Raum; Schattenbild liegt auf der Wand.

Zwei gerade Randstrahlen fünf Begriffe Schattenbild auf der Wand zwei Merksätze

Buch: S. 39, Bilder 2 und 3. HTML: Station „Dein Heftbild“, Zeichnung B.

Zeichne mit Lineal. Nutze zwei Farben oder zwei Linienarten: eine für A und eine für B. Der vorbereitete Aufbau erzeugt überlappende Schatten.

  1. Zeichne von A zwei Randstrahlen an den beiden Körperkanten vorbei bis zur Wand.
  2. Zeichne von B genauso zwei Randstrahlen. Insgesamt sind es vier Geraden.
  3. Markiere die einzelnen Schattenräume leicht. Schraffiere ihre gemeinsame Überlappung stärker: den Kernschatten.
  4. Beschrifte an der Wand Halbschatten – Kernschatten – Halbschatten. Notiere neben jedem Bereich, ob Licht von A, von B oder von keiner Lampe ankommt.
AB Draufsicht · Platz rechts für Beschriftungen
Beschriftungen: Lichtquellen A und B · Körper · vier Randstrahlen · Kernschatten · zwei Halbschattenbereiche · Wand
Meine Linien: A: ____________________   B: ____________________
Merksatz 3 · Kern- und Halbschatten

Erkläre, welches Licht die beiden Bereiche bei zwei Punktquellen erreicht. Nutze Merksatz 3 aus der HTML.

Merksatz 4 · Überlagerung und Teilschatten

Wann entsteht ein gemeinsamer Kernschatten? Was bedeutet Teilschatten allgemein? Nutze Merksatz 4 aus der HTML.

Prüfe jeden Bereich: Verfolge den Lichtweg von A und B getrennt. Ein einziger blockierter Weg reicht nicht für Kernschatten. Der Kernschatten liegt nur dort, wo beide einzelnen Schattenräume überlappen.

Vier Randstrahlen Kern- und Halbschatten beschriftet zwei Merksätze
Ich kann einer anderen Person anhand meiner Zeichnung beide Schattenarten erklären.