Scheibe mit zwei Seiten, die verschmelzen

Was das Kind lernt

• Dass Auge und Gehirn nicht ununterbrochen sehen: Ein Bild „bleibt“ etwa 1/15–1/20 Sekunde und vermischt sich mit dem nächsten.
• Dass wir zwei Bilder gleichzeitig sehen, wenn sie sich mehr als etwa 15–20 Mal pro Sekunde abwechseln (Bildverschmelzung) – die Grundlage von Kino und Zeichentrickfilmen.
• Über die Ausrichtung eines Bildes beim Drehen nachzudenken: warum das zweite Bild gegenüber dem ersten auf dem Kopf stehen muss.
• Zwei Bilder zu gestalten, die sich ergänzen (gemeinsame Position, Größe und Mitte).

Vorher vorbereiten

• Drucke das Vorlagenblatt mit 100 % auf Fotokarton (ohne „An Seite anpassen“) und prüfe mit einem Lineal, dass jede Scheibe 70 mm misst.
• Schneide die 30-cm-Schnüre vorher zu: 2 pro Thaumatrop.
• Bei Kindern von 5–6 Jahren schneidest du die Kartonkerne selbst aus und stichst die Löcher vorher.
• Halte ein fertiges Thaumatrop bereit, um den Effekt vor dem Start zu zeigen.

Materialien und Werkzeuge

• Weißer Fotokarton — 1 A4-Blatt
  180–220 g/m², zum Ausdrucken der Vorlagen (Teile A–D und F)
• Dünner Karton — 1 Stück 15 × 8 cm
  von einer Müsli- oder Keksschachtel (≈ 0,5 mm), für die festen Kerne (Teil E)
• Reißfeste Schnur — 4 Stücke à 30 cm (2 pro Thaumatrop)
  Küchengarn, dünne Paketschnur oder dünne Wolle
• Klebestift — 1
  um die Bilder auf den Kern zu kleben, ohne dass er sich wölbt
• Buntstifte oder Filzstifte — nach Belieben
  dunkle, kräftige Linien (dünne Linien sieht man beim Drehen kaum)
• Lochverstärker oder Klebefilm — 4
  selbstklebende Lochverstärkungsringe aus dem Schreibwarenladen oder 1 cm lange Klebefilmstücke

Werkzeuge

• Schere — die Scheiben ausschneiden
• Vorstecher, dicke Nadel oder spitzer Bleistift — die Löcher von 2–3 mm stechen (mit Knete oder Radiergummi darunter) Erwachsene
• Zirkel (optional) — leere Scheiben mit 70 mm zeichnen, um eigene Bilder zu erfinden

Teile und Vorlagen

• A · Scheibe A: das Aquarium (Vorderseite) ×1 — Fotokarton 200 g/m²
• B · Scheibe B: der Fisch (Rückseite von A) ×1 — Fotokarton 200 g/m²
• C · Scheibe C: der Käfig (Vorderseite) ×1 — Fotokarton 200 g/m²
• D · Scheibe D: der Vogel (Rückseite von C) ×1 — Fotokarton 200 g/m²
• E · Fester Kern ×2 — dünner Karton (Müslischachtel)
• F · Leere Scheiben zum Erfinden ×2 — Fotokarton 200 g/m²
• G · Schnüre ×4 — Küchengarn oder dünne Paketschnur

Schritt für Schritt

1. Schneide die Scheiben aus

   Schneide die Scheiben A und B (Aquarium und Fisch) oder C und D (Käfig und Vogel) mit 70 mm Durchmesser entlang der Linie aus. Schneide langsam und drehe dabei den Fotokarton, nicht die Schere, damit sie schön rund werden.

   Prüfe: Leg eine Scheibe gegen das Licht auf die andere: Ränder und Lochpunkte liegen übereinander.

2. Schneide den Kartonkern aus

   Leg eine ausgeschnittene Scheibe auf den Karton der Müslischachtel, fahre den Umriss nach und stich mit der Bleistiftspitze durch die beiden Lochpunkte, damit sie auf dem Karton markiert sind. Schneide ihn aus (E) und verbinde die beiden Punkte mit dem Lineal auf beiden Seiten: Das ist die Achsenlinie.

3. Male die Bilder aus

   Zieh die Bilder mit einem schwarzen Filzstift mit mittlerer Spitze nach und male sie aus: das Aquarium mit hellblauem Wasser, den Fisch orange, den Vogel gelb oder blau. Lass den Hintergrund weiß und male die Gitterstäbe des Käfigs nicht aus.

   Tipp: Kräftige Farben und dicke Linien: Beim Drehen wirkt alles blasser.

4. Klebe die Vorderseite auf

   Bestreiche eine Seite des Kerns E mit dem Klebestift und klebe die Scheibe A (Aquarium) mit dem Bild nach außen darauf. Dabei muss die Achsenlinie der Scheibe auf der des Kartons liegen.

5. Klebe die Rückseite kopfüber auf

   Dreh die Scheibe um, als würdest du eine Seite umblättern (seitlich, nicht von oben nach unten). Dreh die Scheibe B (Fisch) so, dass ihr Pfeil OBEN andersherum liegt als der von A: Nach dem seitlichen Umdrehen zeigt er nach unten. Bestreiche sie mit Kleber und klebe sie auf die andere Seite des Kerns, entlang der Achsenlinie.

   Prüfe: Halte die Scheibe an den beiden markierten Punkten und dreh sie wie eine Münze über diese Linie: Beide Bilder müssen aufrecht erscheinen.

6. Pressen und trocknen

   Leg die Scheibe 5 Minuten lang zwischen zwei Blätter unter ein schweres Buch, damit sie flach bleibt und gut klebt. Wiederhole in der Zwischenzeit die Schritte mit C, D und dem zweiten Kern für Vogel und Käfig.

7. Verstärken und lochen Erwachsene

   Klebe auf jeder Seite einen Lochverstärker oder ein 1 cm langes Stück Klebefilm auf die Lochpunkte. Leg die Scheibe auf Knete und stich die beiden Löcher 6 mm vom Rand mit einem Vorstecher oder einer dicken Nadel (2–3 mm).

   Prüfe: Die beiden Löcher liegen auf der Achsenlinie, einander genau gegenüber.

8. Bring die Schnüre an

   Fädle durch jedes Loch eine 30-cm-Schnur, nimm die beiden Enden zusammen und verknote sie: So hast du auf jeder Seite der Scheibe eine Schlaufe von etwa 15 cm.

   Tipp: Wenn du Gummibänder nimmst, steck das Gummi durch das Loch und dann durch sich selbst (Ankerstich).

9. Wickle die Scheibe auf

   Halte in jeder Hand eine Schlaufe, die Scheibe hängt in der Mitte und die Schnüre sind etwas locker. Schwinge die Scheibe wie ein Springseil um die Achse der Schnüre, etwa 20–30 Umdrehungen, bis die Schnüre gut verdrillt sind.

10. Bring sie zum Drehen

    Zieh beide Schlaufen gleichzeitig nach außen: Die Schnüre wickeln sich ab und die Scheibe dreht sich sehr schnell. Lass etwas locker, wenn sie stoppt, und zieh wieder: Sie wickelt sich andersherum auf und dreht sich erneut, wie ein Knopfkreisel.

    Prüfe: Beim schnellen Drehen erscheint der Fisch im Aquarium (oder der Vogel im Käfig), aufrecht und nicht kopfüber.

Funktioniert es? Der Test

Bring das Thaumatrop mit der Aufwickeln-und-Ziehen-Methode zum Drehen, auf Augenhöhe und etwa 40 cm entfernt, bei gutem Licht (am besten Tageslicht).

Was passieren soll: Wenn die Scheibe mehr als etwa 8–10 Umdrehungen pro Sekunde schafft, sieht man nur ein Bild mit dem Fisch im Aquarium (oder dem Vogel im Käfig), etwas durchscheinend. Beim Abbremsen trennen sich die beiden Bilder und flackern.

Wenn etwas nicht klappt

• Der Vogel steht auf dem Kopf — Beide Seiten wurden mit derselben Ausrichtung aufgeklebt. Lösung: Löse die Rückseite ab (oder klebe eine neue Scheibe auf), um 180° gegenüber der Vorderseite gedreht.
• Der Vogel erscheint außerhalb des Käfigs — Die Bilder waren nicht zentriert oder wurden gegenüber der Achse verschoben aufgeklebt. Lösung: Nimm die Vorlagen, richte die Achsenlinien an denen des Kerns aus und prüfe gegen das Licht, bevor es trocknet.
• Die beiden Bilder flackern — Sie dreht sich zu langsam. Lösung: Wickle mehr Umdrehungen auf (30) und zieh kräftiger, oder nimm Gummibänder. Du brauchst mehr als 8–10 Umdrehungen pro Sekunde.
• Die Scheibe kippt oder eiert — Gewölbte Scheibe oder Löcher, die nicht auf demselben Durchmesser liegen. Lösung: Nimm den Kartonkern und presse ihn unter einem Buch. Stich genau auf der Achsenlinie.
• Das Loch reißt aus — Loch zu nah am Rand oder ohne Verstärkung. Lösung: Klebe Lochverstärker auf und stich 6 mm vom Rand, nicht weniger.
• Die Bilder wirken sehr blass — Dünne Linien oder blasse Farben. Lösung: Zieh sie mit dickem schwarzem Filzstift und kräftigen Farben nach; teste bei gutem Licht.

Sicherheit

• Den Vorstecher oder die Nadel benutzt ein Erwachsener, mit der Scheibe auf Knete oder einem Radiergummi, nie auf der Hand.
• Dreh das Thaumatrop nicht in der Nähe des Gesichts anderer Kinder; die Scheibe dreht sich schnell und die Schnüre können peitschen.
• Wickle die Schnüre nicht um die Finger oder den Hals.
• Wer empfindlich auf flackerndes Licht reagiert (Lichtempfindlichkeit), sollte die drehende Scheibe nicht lange aus der Nähe ansehen.

Die Wissenschaft dahinter

Für die Kinder

Deine Augen sind wie eine Kamera, die die ganze Zeit Fotos macht, aber jedes Foto bleibt einen kleinen Moment in deinem Kopf, bevor es verschwindet. Wenn sich die Scheibe sehr schnell dreht, siehst du den Vogel, dann den Käfig, dann den Vogel … so schnell, dass das Foto vom Vogel noch nicht verschwunden ist, wenn das vom Käfig kommt. Dein Gehirn setzt sie zusammen und du siehst den Vogel im Käfig! So funktionieren auch Zeichentrickfilme: viele Bilder, sehr schnell hintereinander.

Für Erwachsene

Netzhaut und Sehsystem integrieren das Licht über die Zeit: Ein kurzer Reiz wird etwa 50–100 ms lang wahrgenommen. Wechseln sich zwei Bilder mit einer Frequenz oberhalb der Verschmelzungsschwelle ab (bei Bildern mittlerer Helligkeit in der Größenordnung von 15–20 Wechseln pro Sekunde, um ohne deutliches Flackern zu verschmelzen; das Flackern von hellem Licht nimmt man bis 50–60 Hz wahr), nimmt das Gehirn sie übereinanderliegend wahr. Beim Thaumatrop zeigt jede volle Umdrehung jede Seite einmal; bei 10 Umdrehungen pro Sekunde erscheint jedes Bild 10 Mal pro Sekunde – gerade genug, damit sie verschmelzen, mit etwas Flackern. Der klassische Begriff „Nachbildwirkung der Netzhaut“ ist eine Vereinfachung: Heute schreibt man es der zeitlichen Integration des Sehsystems zu und, bei der Scheinbewegung im Kino, dem Beta-Phänomen. Die umgekehrte Ausrichtung des zweiten Bildes ist Geometrie: Dreht man die Scheibe um 180° um eine waagerechte Achse, steht die Rückseite senkrecht gespiegelt, deshalb muss man sie kopfüber aufkleben, damit sie aufrecht erscheint. Das Thaumatrop wurde 1825 in London bekannt (John Ayrton Paris) und ist ein Vorläufer von Phenakistiskop, Zoetrop und Kino.

• Thaumatrop: optisches Spielzeug aus einer Scheibe mit zwei Bildern, die sich beim Drehen mischen (aus dem Griechischen: „Wunderdreher“).
• Trägheit des Sehens: Auge und Gehirn „sehen“ ein Bild noch einen Augenblick, nachdem es verschwunden ist.
• Einzelbild: jedes der Standbilder, aus denen ein Film besteht.
• Drehachse: gedachte Linie, um die sich etwas dreht (hier die Linie zwischen den beiden Löchern).
• Animation: Illusion von Bewegung, die durch viele aufeinanderfolgende Bilder entsteht.

Nach Alter

• 5–7 Jahre: Der Erwachsene schneidet den Kern aus, sticht die Löcher und bindet die Schnüre an. Das Kind malt die Bilder aus, klebt sie auf (mit Hilfe beim Umdrehen des zweiten) und lässt die Scheibe drehen. Konzentriere dich auf „deine Augen setzen die beiden Fotos zusammen“.
• 8–10 Jahre: Sie machen alles außer dem Lochen. Sie erfinden mit den leeren Scheiben ihr eigenes Bildpaar und erklären, warum das zweite kopfüber sein muss.
• 11–12 Jahre: Sie messen die Umdrehungen pro Sekunde mit Zeitlupe und suchen die Verschmelzungsschwelle. Challenge: ein Thaumatrop mit drei Stellungen und Schnüren an zwei verschiedenen Achsen oder ein Phenakistiskop mit 8 Bildern.

In der Gruppe oder in der Klasse

Einzeln, an Tischen mit 4–6 Kindern. Pro Kind: 1 auf Fotokarton gedrucktes Vorlagenblatt, 1 vorgeschnittener Kartonkern, 2 Schnüre à 30 cm. Pro Tisch: 2 Klebestifte, Filzstifte und Buntstifte. Der Erwachsene geht mit Vorstecher und Knete von Tisch zu Tisch und sticht die Löcher. Einheit von 45 min: 5 min Vorführung, 30 min Bauen (die Schnellen machen ein zweites mit eigenem Bild), 10 min „Galerie“, in der die Thaumatrope getauscht werden.

Challenges

• Entwirf ein Paar, das einen Witz erzählt: zum Beispiel ein ernstes Gesicht und einen lachenden Mund.
• Bau ein Thaumatrop mit drei Bildern, die sich kombinieren, mit Schnüren an zwei verschiedenen Achsen.
• Bau ein Phenakistiskop: eine Scheibe mit 8 Bildern einer Bewegung, die man sich drehend vor einem Spiegel ansieht.
• Bastle ein Daumenkino mit 20 Seiten und einem hüpfenden Ball.
• Schaff es, dass sich dein Thaumatrop mehr als 15 Mal pro Sekunde dreht, und prüfe es mit einer Videoaufnahme.

Weitere kostenlose Projekte

• Ballonrakete an der Schnur
• Röhren-Taschenlampe mit Schalter
• Hebel-Katapult
• Schaumvulkan
• Dunkelkammer, die Bilder projiziert

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