7. – 10. Schuljahr

Michael Barth

Zaubertrick „Doppelschatten

Materialien
  • großer Planspiegel (z.B. Badezimmerspiegel)
  • Abdeckung aus Stoff mit rechteckiger Öffnung
  • Experimentierleuchte (fokussierbar) auf sehr hohem Stativ
  • Netzgerät zum Betrieb mit regelbarer Helligkeit
Aufbau und erste Beobachtungen
Die Lerngruppe ist bereits eine Weile im Raum, sodass sich die Augen an die Dämmerung gewöhnt haben (s.a. unten die Hinweise zum Unterricht). Ein Tisch ist mit dunklem, lichtabsorbierenden Stoff verhängt (findet man z.B. als Rest im Stoffhandel oder auf dem Dachboden). Der Stoff bedeckt den Spiegel wie eine Tischdecke und hat auf der Tischfläche eine rechteckige Öffnung, unter der der Spiegel so liegt, dass man seinen Rand nicht sieht.
Die Experimentierleuchte ist auf den Spiegel gerichtet und mithilfe des Netzgerätes sehr stark abgedunkelt, sodass man im Raum gerade so etwas erkennen kann. Die Beleuchtungsrichtung ist parallel zu den Sitzreihen der Lerngruppe. Der Spiegel soll dabei ausgeleuchtet sein, sein Umfeld möglichst wenig. Der Spiegel reflektiert das Licht an die Decke, wo ein rechteckiger schwacher Lichtfleck zu erkennen ist, auf den der Lehrer jedoch nicht extra hinweist und der durch das Dämmerlicht auch oft von der Lerngruppe nicht sofort bemerkt wird.
Der Spiegel wirkt auf den ersten Blick für die etwas entfernt sitzenden Zuschauer wie eine schwarze Öffnung auf dem Tisch (da er praktisch kein Licht in ihre Richtung reflektiert, wenn man die Lampe entsprechend anordnet), was man noch der jeweiligen Inszenierung entsprechend betonen kann.
Schließlich erkennen die Schülerinnen und Schüler den Fleck an der Decke und identifizieren den Spiegel als solchen. Nun hält man beide Hände nebeneinander über den Spiegel. Dabei muss die Hand 1 geeignet im Lichtkegel liegen (s. Erklärung), die Hand 2 aber außerhalb. Letzteres ist meiner Lerngruppe nie aufgefallen; die Hände sind ja auch nur vage sichtbar.
Im Lichtfleck an der Decke sieht die Lerngruppe nun zwei Schatten von den beiden Händen. Nimmt man nun Hand 2 hinter den Rücken, bleiben dennoch weiterhin zwei Schatten sichtbar die Überraschung ist perfekt! Die Auflösung des Zaubertricks wird für später versprochen, nachdem man die Reflexionsvorgänge am Spiegel physikalisch analysiert und verstanden hat.
Erklärung
Die Hand 1 erzeugt zwei Schatten, da sie einerseits das direkte Licht der Lampe und andererseits das reflektiert Licht abdeckt (s. Abb. 1a – b ) bzw. da die Lampe und die „Spiegellampe jeweils einen Schatten erzeugen (vgl. [1]).
Hinweise
  • Man sollte die Anordnung der Hände unbedingt üben, auch die Inszenierung als geheimnisvoller Zaubertrick ist wichtig.
  • Die beiden Schatten sehen gleich aus, denn sie stammen ja von einer Hand, was man z.B. an der Anordnung des Daumens erkennen kann. Schon daraus ergibt sich eigentlich, dass die Hand 2 gar keinen Schatten erzeugt hat. Das hat jedoch in meinen Lerngruppen nie jemand bemerkt. Ich habe dies dann thematisiert, nachdem die Erklärung erarbeitet wurde.
  • Eine Powerpoint-Präsentation mit Fotos zum Aufbau und einer schrittweisen Erklärung findet sich unter http://www.unterricht-physik.de (bei den Materialien zu Heft Nr. 170).
  • In meinem Unterricht setzte ich den Zaubertrick meistens in der ersten Stunde zur Optik ein, die nach [1] gestaltet war. Nach der Erfahrung von völliger Dunkelheit in einem Hörsaal ohne Lichtkuppeln mit abgeklebten Türritzen wurde die Helligkeit der Lampe sehr langsam erhöht. Die Lerngruppe bemerkt dann, dass Gegenstände auf dem Experimentiertisch trotz bester Dunkeladaption des Auges zuerst überhaupt nicht als räumliche Objekte wahrgenommen und schon gar nicht identifiziert werden können, da ihnen jegliche Schatten und Farben fehlen. Danach gab es dann den Zaubertrick. Das eingestrahlte und reflektierte Licht der Lampe wurde mit einer Nebelmaschine sichtbar gemacht. An die Vorführung des Zaubertricks schloss sich die Besprechung des folgenden Programms bzw. von Schülerideen an.
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