Halloween-Schattenlaterne

Was das Kind lernt

• Dass sich Licht geradlinig ausbreitet und dass ein Schatten der Bereich ist, den es nicht erreicht, weil etwas im Weg ist.
• Dass der Schatten im Verhältnis zur Entfernung wächst, wenn die Wand weiter weg ist (ähnliche Dreiecke): Bei 1,5 m Abstand zur Wand ergibt eine 3-cm-Silhouette einen etwa 90 cm großen Schatten.
• Was Kernschatten und Halbschatten sind und warum eine kleine Lichtquelle schärfere Schatten macht als eine große.
• Wie man einen Stromkreis mit LED, Widerstand und Schalter aufbaut und dabei die Polung beachtet.
• Warum ein Gegenstand, der an einem Punkt oberhalb seines Schwerpunkts hängt, stabil ist und sich mit sehr wenig Reibung dreht.

Vorher vorbereiten

• Drucke die Vorlagen bei 100 % aus (ohne „An Seite anpassen“) und prüfe mit einem Lineal, ob die rote Linie in der Kopfzeile 50 mm misst.
• Teste die LED mit dem Widerstand und den Batterien vor der Einheit (Schritt 1): So weißt du, dass das Bauteil funktioniert.
• Spüle die Flasche aus, entferne das Etikett und trockne sie innen gut ab.
• Wenn die Kinder klein sind, schneide die Flasche und die Fenster der Hülle selbst vor der Einheit (das sind die heiklen Schnitte).
• Such das Zimmer für den Test aus: Es muss sich ganz abdunkeln lassen und eine helle, glatte Wand in 1–2 m Entfernung von einem Tisch haben.

Materialien und Werkzeuge

• Schwarzer Fotokarton — 2 A4-Bögen
  200–250 g/m², lichtundurchlässig (halte einen Bogen vor eine Taschenlampe: Es darf kein Licht durchkommen)
• Durchsichtige Plastikwasserflasche — 1
  0,5 L, aus PET, glatt (ohne Rillen oder Prägungen am Körper), Ø 60–70 mm, mit Flaschendeckel
• Kurzer Bleistift — 1
  Grafit HB, sechseckig, Ø 7 mm, 8–9 cm lang (wie aus dem Möbelhaus oder ein abgenutzter), gut gespitzt
• Wellpappe — 1 Stück 25 × 35 cm
  einwellig, 3 mm, glatt und eben (für die Grundplatte 160 × 230 mm und den Deckel Ø 100 mm)
• Weiße 5-mm-Weitwinkel-LED — 1 (+1 als Reserve) kaufen
  „Strohhut“-LED oder mit flachem Kopf, Abstrahlwinkel 120°, 3,0–3,3 V / 20 mA, lange Beinchen ungekürzt (das lange ist +)
• Widerstand 100 Ω — 1 kaufen
  1/4 W (Farben braun-schwarz-braun)
• Batteriehalter für 3 AA-Batterien mit Schalter — 1 kaufen
  mit Deckel, Schalter und rotem (+) und schwarzem (−) Kabel von etwa 15 cm
• AA-Batterien — 3
  Alkaline, 1,5 V (4,5 V insgesamt)
• Knete — ≈ 30 g
  eine Kugel mit Ø 15 mm für die LED und 3 Kügelchen mit Ø 10 mm für die Flasche
• Bastelkleber (Weißleim) — ein Schuss
  Holzleim oder Schulkleber
• Klebeband — ≈ 40 cm
  durchsichtig, 19 mm, oder Malerkrepp (zum Befestigen der Vorlage und zum Isolieren der Verbindungen)
• A4-Blätter — 4
  zum Ausdrucken der Vorlagen A, B, C und D bei 100 %
• Buntes Zellophan (optional) — 1 Stück 10 × 10 cm
  orange oder lila, um das Licht eines Fensters zu färben

Werkzeuge

• Cuttermesser und Schneidematte — die Flasche und die Fenster der Hülle schneiden Erwachsene
• Spitze Schere — den Umriss der Teile und die Rundungen der Figuren ausschneiden
• Vorstecher — die Mulde im Flaschendeckel, das Loch im Deckel und die Sterne machen Erwachsene
• Heißklebepistole — den Bleistift im Deckel befestigen Erwachsene
• Lineal, Bleistift und Geodreieck — die Flasche messen und prüfen, ob der Bleistift senkrecht steht
• Permanentmarker und ein paar Bücher — die Schnittlinie an der Flasche bei 145 mm anzeichnen
• Wäscheklammern (4) — Naht und Saum festhalten, während der Kleber trocknet

Teile und Vorlagen

• A · Hülle: Hälfte mit Kürbis und Gespenst ×1 — schwarzer Fotokarton 200–250 g
• B · Hülle: Hälfte mit Mond und Spukhaus ×1 — schwarzer Fotokarton 200–250 g
• C · Deckel ×1 — Wellpappe 3 mm
• D · Grundplatte ×1 — Wellpappe 3 mm

Schritt für Schritt

1. Teste den Stromkreis

   Verdrille ein Beinchen des 100-Ω-Widerstands mit dem langen Beinchen (+) der LED. Verbinde das rote Kabel des Batteriehalters mit dem anderen Beinchen des Widerstands und das schwarze Kabel mit dem kurzen Beinchen (−) der LED. Leg die 3 AA-Batterien ein und schalte ein: Die LED muss kräftig weiß leuchten.

   Prüfe: Wenn sie nicht leuchtet, dreh die LED um (tausche ihre Beinchen): Sie lässt den Strom nur in eine Richtung durch.
   Tipp: Verbinde die beiden Beinchen der LED nie ohne Widerstand direkt mit den Kabeln: Bei 4,5 V geht sie in wenigen Sekunden kaputt.

2. Schneide die Flasche Erwachsene

   Stell die Flasche kopfüber (mit Flaschendeckel) auf den Tisch. Leg einen Marker auf einen 145 mm hohen Bücherstapel und dreh die Flasche an der Spitze entlang, um ringsum eine Linie anzuzeichnen. Schneide an der Linie entlang: mit dem Cuttermesser einstechen und dann mit der Schere weiter. Behalte den Teil mit dem Flaschendeckel.

   Prüfe: Der Teil mit dem Flaschendeckel ist 145 mm (± 5) hoch, und sein Schnittrand liegt flach auf dem Tisch, ohne zu wackeln.
   Tipp: Wenn der Rand Zacken hat, gleiche ihn mit der Schere aus oder klebe einen Streifen Klebeband darüber: Er ist scharf.

3. Mach die Mulde im Flaschendeckel Erwachsene

   Schraub den Flaschendeckel fest zu. Markiere seine Mitte mit dem Marker und drück dort die Spitze des Vorstechers drehend hinein, bis der Kunststoff 1 mm eingedrückt ist, ohne ihn zu durchstechen. Diese Mulde ist das Lager: Darin dreht sich die Bleistiftspitze.

   Prüfe: Eine Bleistiftspitze, die du in die Mulde setzt, bleibt an ihrem Platz, auch wenn du die Flasche etwas neigst.
   Tipp: Wenn du aus Versehen durchstichst, ist das nicht schlimm: Klebe mit Knete eine 1-Cent-Münze darauf und lass den Bleistift auf ihrer Mitte stehen.

4. Befestige die Vorlagen und schneide den Umriss aus

   Klebe jedes Blatt der Vorlagen A und B mit 4 Streifen Klebeband an den Ecken auf einen schwarzen Fotokarton. Schneide mit der Schere beide Lagen gleichzeitig an der äußeren durchgezogenen Linie aus: die 8 Laschen oben, die seitliche Klebelasche und den Saum unten.

   Prüfe: Jedes Teil ist 157 mm breit, ohne die 12 mm breite seitliche Klebelasche.
   Tipp: Nimm das Blatt noch nicht ab: Es dient dir als Hilfe für die Fenster und die Sterne.

5. Schneide die Fenster von Teil A aus Erwachsene

   Schneide auf der Schneidematte mit dem Cuttermesser die grauen Flächen von Teil A aus: den Hintergrund des Kürbisfensters (52 × 40 mm), seine Augen und seinen Mund sowie die beiden Flächen des Gespensterfensters mit Augen und Mund. Schneide zuerst die kleinen Löcher innen und danach den Umriss jedes Fensters.

   Prüfe: Der Kürbis ist unten noch mit dem Rahmen verbunden, das Gespenst an beiden Händen.
   Tipp: Kinder ab 9 Jahren können die großen Rundungen mit der spitzen Schere ausschneiden, wenn der Erwachsene vorher ein Loch zum Ansetzen der Spitze sticht.

6. Schneide die Fenster von Teil B aus Erwachsene

   Schneide aus Teil B die beiden grauen Flächen des Mondes (über und unter der Fledermaus) und die des Spukhauses mit seinen Fenstern, der Tür und dem Bullauge im Dach aus. Die Fledermaus hängt an ihren Flügelspitzen, der Turm an seiner Spitze oben.

   Prüfe: Wenn du das Teil an einer Ecke hochhebst, verbiegen sich Fledermaus und Haus nicht und hängen nicht lose herab.
   Tipp: Wenn du aus Versehen einen Steg durchschneidest, flicke ihn innen mit einem Stückchen Klebeband: Den Schatten des Klebebands sieht man kaum.

7. Stich die Sterne aus Erwachsene

   Leg jedes Teil auf eine große Knetkugel oder ein Stück dicke Pappe und stich mit dem Vorstecher durch jeden Kreis im oberen Bereich: 13 Sterne pro Teil, die kleinen 3 mm, die großen 4,5 mm. Danach nimm das Blatt und das Klebeband ab.

   Prüfe: Wenn du durch das Teil auf eine Lampe schaust, siehst du 13 Lichtpünktchen und die 2 Fenster.
   Tipp: Für Halloween kannst du noch ein paar Sterne mehr machen, aber stich keine Löcher in den 12 mm breiten Streifen am linken Rand: Dort wird die Klebelasche des anderen Teils angeklebt.

8. Falte die Laschen und klebe den Saum

   Falte die 8 Laschen oben an jedem Teil um 90° nach innen (zu der Seite, auf der das Blatt war). Falte auch den 10-mm-Saum unten, gib Bastelkleber darauf und klebe ihn innen auf das Teil. Halte ihn 5 Minuten mit Wäscheklammern fest.

   Prüfe: Der Saum liegt flach und verdeckt den unteren Teil der Fenster nicht.
   Tipp: Rille die Falzlinien vorher mit einem leeren Kugelschreiber am Lineal: Dann werden sie gerade.

9. Schließ die Hülle

   Gib Kleber auf die seitliche Klebelasche von Teil A und klebe sie innen unter den linken Rand von Teil B, die oberen Ränder auf gleicher Höhe. Biege die Teile rund und klebe genauso die Lasche von B unter den linken Rand von A. Halte beide Nähte 10 Minuten mit Wäscheklammern fest.

   Prüfe: Die Hülle ist ein Zylinder mit 100 mm Durchmesser (miss oben und unten von Seite zu Seite) und 150 mm Höhe.
   Tipp: Stell die Hülle beim Trocknen aufrecht auf den Tisch: So bleibt sie rund und wird nicht oval.

10. Schneide Deckel und Grundplatte aus Erwachsene

    Klebe die Vorlagen C und D auf die Wellpappe und schneide sie aus: Der Deckel ist ein Kreis mit Ø 100 mm, die Grundplatte ein Rechteck von 160 × 230 mm. Stich das Loch in der Mitte des Deckels mit dem Vorstecher und weite es, indem du den Bleistift selbst darin drehst, bis er stramm hineinpasst.

    Prüfe: Der Bleistift steckt fest im Deckel und fällt nicht heraus, wenn du ihn umdrehst.
    Tipp: Lass das Papier von Vorlage D auf der Grundplatte kleben: Seine Markierungen zeigen dir, wo was hinkommt.

11. Klebe den Deckel auf

    Stell die Hülle aufrecht hin, die Laschen nach innen gefaltet. Gib einen Tropfen Kleber auf jede der 16 Laschen und leg Deckel C darauf, sein Rand genau auf dem Rand der Hülle. Leg ein Buch darauf und lass es 15 Minuten trocknen.

    Prüfe: Von oben gesehen steht der Deckel nirgends über: So liegt das Loch in der Mitte der Hülle.
    Tipp: Steht der Deckel auf einer Seite über, ist die Hülle oval geworden: Drück sie vorsichtig zurecht, bis es passt, bevor der Kleber trocknet.

12. Setz den Bleistift ein Erwachsene

    Miss die Höhe deiner Flasche vom Schnittrand bis oben auf den Flaschendeckel (etwa 145 mm). Rechne aus, wie weit der Bleistift unten aus dem Deckel herausragen muss: 160 − Flaschenhöhe. Bei 145 mm sind das 15 mm. Steck den Bleistift mit der Spitze nach unten bis zu diesem Maß durch das Loch und befestige ihn oben mit Heißkleber.

    Prüfe: Mit dem Geodreieck am Deckel angelegt steht der Bleistift senkrecht, und seine Spitze ragt um das berechnete Maß heraus.
    Tipp: Tippe die Bleistiftspitze vor dem Ankleben ein paarmal auf ein Papier: Eine sehr feine Spitze bricht ab; eine etwas stumpfere dreht sich genauso gut.

13. Bau die LED auf der Grundplatte ein

    Klebe eine Knetkugel mit Ø 15 mm auf das Kreuz in der Mitte von Grundplatte D. Biege die Beinchen der LED 3 mm unter dem Kopf zur Seite und drück sie nach oben zeigend in die Knete. Verbinde Widerstand und Kabel wie in Schritt 1, umwickle jede Verbindung mit Klebeband und führe die Kabel zum Batteriehalter im Bereich VORN.

    Prüfe: Die LED sitzt genau über dem Kreuz, gerade, und die Beinchen berühren sich nicht.
    Tipp: Klebe die Kabel mit Klebeband auf der Grundplatte fest: So verrutscht die LED nicht, wenn du aus Versehen am Batteriehalter ziehst.

14. Stell die Flasche auf

    Klebe 3 Knetkügelchen mit Ø 10 mm verteilt auf den Schnittrand der Flasche. Stell die Flasche über die LED, mittig zwischen die beiden grauen Kreise der Grundplatte, und drück leicht an. Die Kabel kommen unter dem Rand zwischen zwei Kügelchen heraus.

    Prüfe: Wenn du von oben durch den Flaschendeckel schaust, sitzt die LED in der Mitte der Flasche.
    Tipp: Steht die Flasche nicht senkrecht, drück das Kügelchen auf der höheren Seite etwas flacher.

15. Häng die Hülle auf und lass sie kreisen

    Senke die Hülle über die Flasche, bis die Bleistiftspitze in die Mulde des Flaschendeckels greift: Du merkst, dass sie gerade hängen bleibt. Mach das Licht im Zimmer aus, schalte die LED ein und dreh den Bleistift langsam zwischen zwei Fingern, wie einen Kreisel.

    Prüfe: Der untere Rand der Hülle ist 8–12 mm über der Grundplatte und rundherum gleich weit von der Flasche entfernt.
    Tipp: Stimmung: Stell die Laterne in die Mitte des Tisches beim Halloween-Nachmittag, mit Spinnweben aus Watte um die Grundplatte (nicht auf die Hülle), und erzähl eine Geschichte, während die Gespenster über die Wand ziehen.

Funktioniert es? Der Test

Stell die Laterne in einem völlig dunklen Zimmer auf einen Tisch, 1,5 m vor einer hellen Wand. Schalte die LED ein, dreh den Bleistift mit den Fingern und miss mit einem Zollstock die Größe des Kürbisschattens an der Wand. Stoppe, wie lange sich die Hülle nach einem Anstoß weiterdreht.

Was passieren soll: An jeder Wand erscheinen Lichtflecken von etwa 1,2 m Höhe und 1,5 m Breite mit Kürbis, Gespenst, Fledermaus vor dem Mond und Haus in Schwarz (der Kürbis ist fast 1 m groß) und weiter oben Sternenpünktchen, die bis an die Decke reichen. Mit einem sanften Anstoß dreht sich die Hülle etwa 20–40 s weiter (Schätzung: hängt von der Bleistiftspitze und der Mulde ab).

Wenn etwas nicht klappt

• Die LED leuchtet nicht — LED falsch herum, lose Verbindung oder Batterien falsch eingelegt. Lösung: Prüfe, ob das lange Beinchen zum Widerstand geht und dieser zum roten Kabel; verdrille jede Verbindung neu; schau dir die Zeichnung mit + und − im Batteriehalter an.
• Die Hülle streift die Flasche oder hängt schief — Der Bleistift sitzt nicht in der Mitte des Deckels oder nicht senkrecht, oder die Hülle ist oval geworden. Lösung: Prüfe mit dem Geodreieck, ob der Bleistift gerade ist, und korrigiere ihn, indem du den Heißkleber erwärmst; ist die Hülle oval, drück sie vorsichtig, bis sie wieder rund ist.
• Sie dreht sich nur ein- oder zweimal — Die Bleistiftspitze reibt außerhalb der Mulde, die Spitze ist abgebrochen oder der Rand der Hülle berührt die Grundplatte. Lösung: Mach die Mulde neu, genau in der Mitte des Flaschendeckels, spitze den Bleistift nach und heb die Hülle an (der Bleistift soll 2–3 mm weiter herausragen), sodass sie 10 mm über der Grundplatte hängt.
• Die Schatten sind unscharf — Die Wand ist zu weit weg, die LED hat diffuses Licht oder im Zimmer brennt noch ein anderes Licht. Lösung: Stell die Laterne 1–1,5 m vor die Wand, nimm eine klare LED (keine milchige) und mach alle Lichter und Bildschirme aus.
• Die Schatten wachsen und schrumpfen beim Drehen — Die LED sitzt nicht in der Mitte der Hülle. Lösung: Heb die Flasche an und schieb die LED auf das Kreuz der Grundplatte; prüfe durch den Flaschendeckel, ob sie in der Mitte sitzt.
• Die Schatten fallen an die Decke oder auf den Tisch statt an die Wand — Die LED sitzt im Verhältnis zu den Fenstern zu tief oder zu hoch oder zeigt schief. Lösung: Die LED muss etwa 10 mm über der Grundplatte sitzen, gerade nach oben zeigend, und die Hülle 10 mm über der Grundplatte hängen. Willst du die Schatten weiter unten haben, setz die LED mit mehr Knete höher.
• Man sieht einen Lichtstreifen, der sich mit der Hülle dreht — Eine der Nähte ist offen. Lösung: Klebe die Lasche innen neu fest und halte sie beim Trocknen mit Wäscheklammern fest.

Sicherheit

• Flasche und Fenster mit dem Cuttermesser schneidet ein Erwachsener, auf einer Schneidematte und mit der haltenden Hand immer hinter der Klinge. Der Schnittrand der Flasche ist scharf: Gleiche ihn aus oder klebe Klebeband darüber.
• Heißkleber und Vorstecher benutzt ein Erwachsener; das Kind zeigt, wo.
• Stell niemals eine Kerze, eine Glühbirne oder irgendetwas, das heiß wird, in die Laterne: Sie ist aus Fotokarton und Pappe. Die LED wird kaum warm (sie verbraucht etwa 0,05 W).
• Verbinde die beiden Kabel des Batteriehalters nicht ohne LED und Widerstand (Kurzschluss: Die Batterien werden heiß). Schalte am Ende den Schalter aus.
• Räum im dunklen Zimmer Spielsachen und Kabel vom Boden, bevor du das Licht ausmachst, und renn nicht.
• Schau nicht lange aus der Nähe in die LED: Sie ist sehr hell und blendet.

Die Wissenschaft dahinter

Für die Kinder

Das Licht kommt aus der LED und fliegt immer geradeaus, wie superschnelle Pfeile. Wo der schwarze Karton ausgeschnitten ist, fliegen die Pfeile durch und kommen an der Wand an; wo Karton ist, bleiben sie hängen, und an der Wand bleibt eine dunkle Stelle: der Schatten. Weil die Pfeile beim Fliegen immer weiter auseinandergehen, wird der Schatten umso größer, je weiter die Wand weg ist, genau wie wenn du die Hand nah an eine Taschenlampe hältst und ein riesiges Monster erscheint. Die LED ist sehr klein, fast nur ein Pünktchen, deshalb sind die Schattenränder sauber; bei einer großen Lampe sehen die Ränder verschwommen aus. Und weil sich die Hülle dreht, kreisen alle Schatten durchs Zimmer.

Für Erwachsene

Geradlinige Ausbreitung und ähnliche Dreiecke: Ein Punkt der Hülle im waagerechten Abstand d = 50 mm von der LED wird auf eine Wand im Abstand D mit der Vergrößerung D/d projiziert. Bei 1,5 m Wandabstand ist die Vergrößerung 30: Der 35 mm große Kürbis ergibt einen etwa 1,05 m großen Schatten und jedes Fenster von 40 × 52 mm einen Fleck von 1,2 m Höhe und etwa 1,7 m Breite (das Fenster umfasst 60° der Hülle). Die Beleuchtungsstärke fällt mit 1/D²: Bei 3 m ist der Schatten doppelt so groß, aber die Wand bekommt 4-mal weniger Licht. Kernschatten und Halbschatten: Ist die Lichtquelle s groß, hat der Schattenrand eine Halbschattenzone der Breite ≈ s·(D − d)/d. Bei einer LED mit einer scheinbaren Größe von etwa 2 mm (Schätzung) ist der Halbschatten bei 1,5 m etwa 6 cm breit bei einem 1 m großen Schatten: scharf. Mit einer LED-Kerze (Plastikflamme von ≈ 10 mm) wären es etwa 30 cm und mit einer 60-mm-Glühbirne 1,8 m: Es gäbe keinen erkennbaren Schatten, nur einen grauen Fleck. Deshalb haben die Figuren keine Details unter 4–5 mm (sie ergäben 12–15 cm an der Wand, in der Größenordnung des Halbschattens). Ideale Position der LED: in der Achse der Hülle, denn so haben alle Silhouetten denselben Abstand d, und der Schatten ändert beim Drehen seine Größe nicht (mit der LED 10 mm außermittig schwankt d zwischen 40 und 60 mm und die Vergrößerung zwischen 37 und 25: Die Schatten „atmen“ bei jeder Umdrehung um 50 %); und in der Höhe etwa 10 mm unter der Unterkante der Fenster (die 20 bis 60 mm über der Grundplatte liegen), damit die Strahlen zwischen 11° und 45° nach oben austreten und auf die Wände fallen statt auf den Tisch. Man nimmt eine Weitwinkel-LED (120°), die nach oben zeigt: Eine normale mit 20–30° würde das Licht auf den Deckel bündeln. Die Sterne, bei 50–70° Erhebung, fallen oben an die Wand und an die Decke. Stromkreis: 3 AA-Batterien liefern 4,5 V; die weiße LED braucht ≈ 3,1 V, daher begrenzt der 100-Ω-Widerstand den Strom auf I = (4,5 − 3,1)/100 ≈ 14 mA (≈ 17 mA mit neuen Batterien bei 4,8 V), unter den 20 mA Nennstrom; Verbrauch ≈ 0,05 W, etwa 130 h mit Alkaline-Batterien von 2000 mAh (Schätzung). Drehpunkt: Die Hülle (≈ 20 g mit Deckel und Bleistift) hängt an der Bleistiftspitze, und ihr Schwerpunkt liegt etwa 3 cm unter dem Auflagepunkt, wie bei einem Pendel: Neigt sie sich, richtet das Gewicht sie von selbst wieder auf. Das Reibungsmoment einer Spitze ist ≈ μ·m·g·a, mit einem Kontaktradius a von Zehntelmillimetern: etwa 4·10⁻⁶ N·m. Ein Schaschlikspieß in einem Strohhalm reibt auf der ganzen Länge des Strohhalms mit einem Radius von 1,5 mm (etwa 20-mal mehr Moment) und würde außerdem die Achse besetzen, genau dort, wo die LED hinmuss. Grafit ist zudem ein Festschmierstoff. Warum sie sich nicht von selbst dreht wie Kerzenlaternen: Eine Kerze gibt etwa 80 W Wärme ab, die einen aufsteigenden Luftstrom erzeugen; die LED nur 0,05 W, das reicht nicht (und ist viel sicherer). Die Geschwindigkeit des Schattens an der Wand ist v = ω·D: Bei einer Umdrehung alle 3 s und 1,5 m etwa 3 m/s, deshalb dreht man sie besser langsam.

• Schatten: Bereich, den das Licht nicht erreicht, weil ein lichtundurchlässiger Gegenstand im Weg ist.
• Kernschatten (Umbra): mittlerer Teil des Schattens, ganz dunkel: Dorthin kommt von keinem Punkt der Lichtquelle Licht.
• Halbschatten (Penumbra): grauer Rand des Schattens, wo nur von einem Teil der Lichtquelle Licht ankommt; er ist umso breiter, je größer die Lichtquelle ist.
• lichtundurchlässig: Material, das kein Licht durchlässt, wie schwarzer Fotokarton.
• Drehpunkt: Punkt, um den sich etwas dreht; hier die Bleistiftspitze in der Mulde des Flaschendeckels.
• Schwerpunkt: Punkt, in dem man sich das ganze Gewicht eines Gegenstands vereint denken kann.

Nach Alter

• 5–7 Jahre: Der Erwachsene schneidet Flasche, Fenster und Sterne und klebt den Bleistift ein. Das Kind befestigt die Vorlagen, schneidet den äußeren Umriss mit der Schere aus, faltet die Laschen, klebt Saum und Deckel, setzt Knete und LED ein und entdeckt im dunklen Zimmer, dass der Schatten wächst, wenn die Wand weiter weg ist. Variante ohne Stromkreis: eine batteriebetriebene LED-Kerze in der Mitte (Schatten etwas unschärfer).
• 8–10 Jahre: Sie machen alle Schritte und brauchen nur beim Cuttermesser, Vorstecher und Heißkleber Hilfe. Lass sie den Stromkreis selbst bauen, die Polung der LED herausfinden und den Schatten bei 1 und 2 m messen, um zu prüfen, dass er doppelt so groß wird.
• 11–12 Jahre: Lass sie die Tabelle aus Experiment 1 erstellen und die Vergrößerung (D/d) berechnen, ein eigenes Fenster mit Stegen von mindestens 4 mm entwerfen und den Strom der LED mit dem ohmschen Gesetz berechnen. Challenge: die Schattengröße an einer Wand in 2,5 m vorhersagen, bevor sie messen.

In der Gruppe oder in der Klasse

Teams aus 2–3 Kindern, eine Laterne pro Team (≈ 1,50–2,50 € Bauteile pro Laterne). Vor der Einheit: Vorlagen ausdrucken, Flaschen schneiden und Mulden machen, für die Kleinsten die Fenster ausschneiden und jede LED mit ihrem Widerstand testen. Einheit von 90 min: 10 min Vorführung mit einer fertigen Laterne, 60 min Bauen (während der Kleber der Hülle trocknet, werden Grundplatte und LED aufgebaut) und 20 min „Schattenkino“ im abgedunkelten Klassenzimmer, wobei die Laternen eine nach der anderen eingeschaltet werden. Halte LEDs, Widerstände und Bleistifte als Reserve bereit.

Challenges

• Entwirf deine eigene Hüllenhälfte: Übertrage den Umriss von Vorlage A ohne Fenster und zeichne eine neue Szene (eine schwarze Katze auf einem Zaun, eine Hexe auf ihrem Besen), wobei jede Figur mit Stegen von 4 mm oder mehr mit dem Rahmen verbunden bleibt.
• Klebe orangefarbenes Zellophan innen hinter das Mondfenster und lila Zellophan hinter das Hausfenster: Der Mond erscheint dann orange an der Wand und das Haus in einer lila Nacht.
• Stich mit dem Vorstecher auch Sterne in den Deckel (weit weg vom Bleistift), um die Decke mit kreisenden Punkten zu füllen.
• Bring sie dazu, sich von selbst zu drehen: Klebe 8 gefaltete Flügel aus Fotokarton von 20 × 30 mm an den Rand des Deckels und puste mit einem kleinen Ventilator von der Seite. Mit wie vielen Flügeln und welcher Neigung dreht sie sich am schnellsten?
• Bau eine zweite Hülle mit Ø 140 mm (aus 3 Teilen) und vergleiche: Werden die Schatten bei gleichem Wandabstand kleiner oder größer? Warum?

Weitere kostenlose Projekte

• Farbkreisel-Scheibe
• Regenbogen mit einem Glas und einem Schlitz
• Wassertropfen-Mikroskop
• Dunkelkammer, die Bilder projiziert
• Handy-Projektor mit Lupe
• Hologramm-Pyramide
• Spiegel-Periskop
• Spiegelrohr mit Farben
• Sternbild-Projektor
• Box, um das Lichtspektrum zu sehen

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