Licht weckt in uns rasch die unterschiedlichsten Vorstellungen. Gern denkt man an romantische Sonnenuntergänge, lange helle Sommerabende oder an die Erscheinungen des Nordlichtes. Licht ist auch die Basis vieler neuer Technologien, die unser Leben erleichtern. Daneben gibt es die sprichwörtliche Schattenseite. Sie zeigt sich oftmals bei einem Zuviel an künstlichem Licht oder bei Problemen mit Zeitumstellungen.

Wissenswertes

„Light for Change – Licht für Wandel“
Unter diesem Motto steht das diesjährige Jahr des Lichtes. Die Generalkonferenz der UNESCU fasste dafür im November 2013 einen entsprechenden Beschluss, so dass am 20. Dezember 2013 die Vollversammlung der Vereinten Nationen das entsprechende UN-Jahr ausrief. Das Jahr soll an die „…Bedeutung von Licht als elementare Lebensvoraussetzung für Menschen, Tiere und Pflanzen und daher auch als zentraler Bestandteil von Wissenschaft und Kultur erinnern.“ (1) Wichtige zentrale Themen sind u. a. das Sparen von Licht und die Lichtverschmutzung.

Blick ins Geschichtsbuch
Im Jahr 2015 liegen wichtige Jahrestage, die im Zusammenhang mit der Erforschung des Lichts stehen.

• „Vor 400 Jahren entwickelten französische Ingenieure den ersten Prototyp einer mit Solarenergie betriebenen Maschine.“(2)
• Der französische Ingenieur und Physiker Augustin Jean Fresnel (1788 bis 1827) veröffentlichte vor 200 Jahren sein erstes Werk über die Wellentheorie des Lichtes.
• 1865 entwickelte der schottische Physiker James Clerk Maxwell (1831 bis 1879) einen Satz nach ihm benannter Gleichungen. Diese sind: „…die Grundlagen der Elektrizitätslehre und des Magnetismus…“ (3)
• Der wohl wichtigste Physiker, Albert Einstein (1879 bis 1955), veröffentlichte 1915 die Allgemeine Relativitätstheorie.
• Die US- amerikanischen Physiker Arnold Allan Penzias (geb. 1933) und Robert Woodrow Wilson (geb. 1936) entdeckten 1965 die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung. Diese gilt als ein: „… Beleg für die Urknalltheorie.“ (4)

Themen
Neben den o. g. zentralen Themen stehen Lichtforschung, Lichttechnologie, Licht und Kultur und Licht und Natur im Mittelpunkt des UN Jahres. Zu diesen finden Sie eine ausführliche Beschreibung hier.

Licht im Unterricht

Es ist bereits im Lehrplan der Grundschule ein fester Bestandteil. So sollen die Kinder der Klassenstufen 1 und 2 des Freistaates Sachsen im Sachunterricht: „ Einblick … in das Phänomen Licht gewinnen“ (5) Die folgenden Schwerpunkte sind verbindlich umzusetzen:

-die Wirkungen des Sonnenlichtes zu untersuchen, zum Beispiel:

• Berichten über die unterschiedlichsten Wahrnehmungen (u. a. Wärme, Blenden,…)
• Möglichkeiten geeigneter Maßnahmen zum Schutz vor zu starken Sonnenstrahlen
• Veränderungen durch Sonnenstrahlung
• Nutzung des Sonnenlichtes – Betrachten von Dächern mit Solarzellen

-Wie wird ein Schatten genutzt? Wie wird er gebildet?
-ggf. Nutzung einer Sonnenuhr
-In größeren Klassenstufen kann in einem Projekt eine solche gemeinsam gebaut werden.
-die Bedeutung künstlicher Lichtquellen zu erfassen, zum Beispiel:

• Feuer, Fackel, Laterne – Hinweis zu den Gefahren im Umgang mit diesen Lichtquellen
• moderne Leuchtmittel, Vorstellung dieser in einer kleinen Austellung
• sinnvolle Nutzung der künstlichen Lichtquellen thematisieren

-Untersuchungen mit Licht durchführen, zum Beispiel:

• Kraft des Lichts beim Ausbleichen von Bildern feststellen
• Weitere Anregungen finden Sie auf der folgenden Webseite:
www.physik.uni-oldenburg.de

-Klassifizieren von Materialien nach lichtdurchlässigen, lichtundurchlässigen und reflektierenden Eigenschaften, zum Beispiel:

• Aufbau einer Versuchsstrecke

-Auf mögliche Gefahren (Wärmeentwicklung des Projektors und Umgang mit elektrischem Strom) müssen die Kinder hingewiesen werden.

• Ein entsprechendes Anleitungs- und Protokollblatt finden Sie hier:

» Versuch Lichtdurchlässigkeit DOCX
» Versuch Lichtdurchlässigkeit PDF

-Beziehungen zwischen Lichtquelle, Gegenstand und Schatten erkennen, zum Beispiel:

• Untersuchungen mit einem Schattenstab im Schulgelände
• Betrachtungen und Vermessungen der Schattenlänge im Laufe des Tages, Ergebnisse protokollieren

Der Schattenstab sollte vor dem Versuch vom Lehrenden sicher im Schulgelände postiert werden.

» Schattenstab DOCX
» Schattenstab PDF

Dieser Test sollte möglichst zu allen Jahreszeiten durchgeführt werden.

Tipp: Dieser Versuch kann auch im Kunstunterricht für das Erstellen von Schattenbildern und/oder Porträts genutzt werden.

Der Umgang mit elektrischem Strom wird in der dritten Klassenstufe im Werkunterricht ausführlich thematisiert. So lernen die Schülerinnen und Schüler im Rahmen dieser sehr praktischen Unterrichtseinheit u. a.

• erneuerbare Energiequellen, wie das Sonnenlicht und
• Regeln für den sinnvollen Einsatz von elektrischem Licht kennen.

Aus Platzgründen kann ich an dieser Stelle nicht ausführlicher auf die Behandlung des elektrischen Stroms im Unterricht eingehen.

In der Sekundarstufe ist das Phänomen Licht immer wieder Bestandteil des entsprechenden Fachunterrichtes.

Lichtprojekt

Es bietet sich an, die besonderen Möglichkeiten verschiedener Fächer in ein Gesamtprojekt einzubinden. Neben dem naturwissenschaftlichen Unterricht werden auch Geschichte, Kunst und Deutsch mit einbezogen.



Das Niveau und der Umfang dessen sind stark vom jeweiligen Alter der Kinder und von der aktuellen Klassensituation abhängig. Alle Vorschläge sind als Anregung zu verstehen und nicht als ein „muss“. Die Lösung zahlreicher Aufträge kann auch jeweils durch Gruppen von Schülerinnen und Schülern bearbeitet werden.

Dieses Projekt ist in Phasen bereits für Kinder ab der Klassestufe 4 durchführbar.

Licht - Quelle des natürlichen Lebens

• Wirkungen des Lichts für den Biorhythmus von Menschen, Tieren und Pflanzen – eigene Erlebnisse mit einbringen
• Sommerzeit, Winterzeit sowie Probleme bei der Umstellung der Zeit
• die Zunahme des Aufenthaltes unter künstlichem Licht und die Folgen besprechen
-passende sinnvolle Maßnahmen zum Eindämmen finden


• Fotosynthese der Pflanzen
• Wachstum der Pflanzen nach dem Licht
-einfache Experimente:
-Kartoffel in einer dunklen Schachtel mit nur einem Fenster keimen lassen
-Öffnen ausgewählter Blüten bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen beobachten
-„Blumenuhr“ – bestimmte Pflanzen öffnen zu bestimmten Uhrzeiten ihre Blüten

Erforschung öffentlicher Beleuchtung im Heimatort

• Gebäudebeleuchtung
-Entsprechend der Größe der Ortschaft muss ggf. eine Auswahl getroffen werden.
-Zweck und Beleuchtungszeiten ermitteln
-Was ist dabei sinnvoll, was weniger?


• Straßenbeleuchtung
-Art der Beleuchtung
-Beleuchtungszeiten ermitteln
-Umfang der Beleuchtung - ist sie in allen Ortsteilen gleich?
-ggf. Geschichte der örtlichen Straßenbeleuchtung erforschen


• beleuchtete Reklame
• beleuchtete Schaufenster
• weitere Lichteffekte

Tipp: Schülerinnen und Schüler höherer Klassenstufen können sich auch an den zuständigen örtlichen Stellen über den Stromverbrauch der Beleuchtung erkundigen. Mit diesen Angaben sind Vergleiche zu anderen Verbrauchern gut möglich (z.B. der Verbrauch von Strom einer dreiköpfigen Familie).

Licht in Kultur und Kunst

Farben und Licht in der Natur beobachten

-z. B. einen sonnenbeschienenen Tautropfen an einem Grashalm am Morgen

Sonnenaufgänge und Sonnenuntergänge, Regenbogen

Luftspiegelungen bei großer Hitze

Luftspiegelungen über Wasserflächen

Schattenbilder der Natur

-Bäume, Gebäude, Menschen und Tiere,….
-über ebenen Flächen oder auf dem Wasser

von Licht beschienene Kirchenfenster betrachten

Setzen von Effekten bei der Beleuchtung von Bildern oder Ausstellungsstücken in Museen, Galerien, Kirchen,…

Erforschung der Nutzung des künstlichen Lichts in der Geschichte der Menschheit

Regionale Besonderheiten im Umgang mit Licht erforschen

-Die Sehnsucht des Bergmanns nach dem Licht führte im Erzgebirge zu ganz besonderen Traditionen, wie zum Beispiel reichlich beleuchtete Fenster mit Schwibbögen, vor allem im Advent, Engel und Bergmann mit Lichterhaltern im Fenster

Es ist auch lohnenswert, das Thema Licht und Sonne in der Literatur zu erkunden und eine kleine Übersicht zu erstellen.

Licht in der modernen Technik

• Recherchearbeiten und Gestaltung von Mindmaps zu den folgenden Schwerpunkten:
-Licht in der modernen Kommunikation
-Licht in der Medizin
-energiesparende Beleuchtung

• Weiterhin ist ein geschichtlicher Streifzug durch die Anwendung der Lichttechnologie denkbar.

Modellanlage mit Solarzelle

• Basteln einer Modelllandschaft, die fiktiv oder real sein kann
• Nutzung von Modellhäusern sowie Straßenlaternen aus dem Modellbau und Verdrahten dieser
• ggf. Verwendung eines kleinen Schaltpultes, um z.B. einzelne Häuser oder Gruppen von Lampen zentral zu-und abschalten zu können
• Nutzung einer Solarzelle zur Stromversorgung

Linktipps

www.umwelt-im-unterricht.de
www.wissenskarten.de

Quellen

(1) www.unesco.de/wissenschaft
(2) ebd.
(3) wikipedia.org/wiki/James_Clerk_Maxwell
(4) www.unesco.de/wissenschaft
(5) www.schule.sachsen.de