Schattentheater

Im Alltag begegnen Kindern immer wieder Situationen, in denen sie Schatten als ein Abbild eines Gegenstandes oder eines Lebewesens wahrnehmen können:

•  Sie sehen ihr eigenes Abbild auf dem Boden, wenn sie im Dunkeln unter einer Straßenlaterne vorbeilaufen und können beobachten, wie es sich im Vorbeigehen verändert.
• Das ein oder andere Kind hat vielleicht bereits versucht, mit den Händen Schattenfiguren zu erzeugen
• Manche Kinder haben bereits festgestellt, dass Schatten anders aussehen als das Objekt selbst, viel größer, langgezogen oder viel breiter.
• Im Sommer erleben Kinder häufig, dass Schatten sich über den Tag hinweg immer wieder verändern und bewegen. Im Schwimmbad rutscht man mit der Decke immer dem Schatten hinterher, um sich keinen Sonnenbrand zu holen.

Bereits in der Kita können Kinder Zusammenhänge zwischen einer Lichtquelle und einem auftauchenden Schatten entdecken, wobei sie als Lichtquelle hauptsächlich die Sonne nennen.

•  „Ich suche meinen Schatten, der war gestern da hinten!“
• „Ich fange meinen Schatten!“
• „Der Schatten kommt aus dem Gegenstand heraus.“
• „Wo ist der Schatten jetzt hin?“
• „Schatten ist das Dunkle hinter einer Sache.“

Für die Umsetzung der Lernumgebung ist es wichtig, in einen Raum zu gehen, der sich gut abdunkeln lässt, um die Schatten deutlich erkennen zu können. Um einen möglichst deutlichen Schatten zu erzeugen eignen sich am besten punktförmige Lichtquellen.

Beim Variieren mit den Abständen zwischen Lampe, Spielzeug und Betttuch können die Kinder zunächst Vermutungen über die Veränderung der Schatten anstellen. Im Anschluss können sie ihre Vermutungen dann durch selbstständiges Ausprobieren direkt überprüfen. Kindern im Kita-Alter fällt es meist leicht auf Nachfrage, die Form eines Schattens einem Objekt oder einer Person zuzuordnen und sie erkennen, dass Schatten manchmal länger und manchmal kürzer sind. Häufig besteht bei Kindern in diesem Alter jedoch noch die Vorstellung, dass Schatten unabhängig von einer Lichtquelle bestehen können und nur manchmal zu sehen sind und dann wieder unsichtbar werden. Häufig ist damit auch die Vorstellung verknüpft, dass der Schatten eine Substanz ist, die aus dem Gegenstand herauskommt.

Grundschulkinder haben in Bezug auf das Entstehen von Schatten zumeist bereits ein Verständnis dafür, dass es eine Lichtquelle braucht, um Schatten zu erzeugen und auch, dass die Position der Lichtquelle eine Rolle bei der Größe und Form des Schattens spielt. Im zweiten Schuljahr ist der kausale Zusammenhang zwischen Schatten und Lichtquelle für viele Schülerinnen und Schüler eine spannende Entdeckung. Häufig lässt sich hier eine kreative Phase beobachten, in der alle möglichen Theorien über diese Zusammenhänge aufgestellt und diskutiert werden. Im vierten Schuljahr ist der Zusammenhang zwischen Schatten, Objekt und Lichtquelle für die meisten Schüler selbstverständlich (vgl. Murmann, Lydia (2004): Phänomene erschließen kann Physiklernen bedeuten. In: Widerstreit Sachunterricht Nr. 3). Anhand ihrer Erfahrungen lernen Kinder immer mehr über die Regelhaftigkeit des Zusammenhangs zwischen Lichtquelle, Schatten und Gegenstand. So sind sie mehr und mehr in der Lage, die drei Faktoren räumlich in die richtige Beziehung zu setzen. Damit ist dann häufig auch eine entwicklungsangemessene Erklärung für die Schattenentstehung verknüpft.

Wie entsteht ein Schatten?

Schatten entstehen, wenn das Licht einer Lichtquelle auf einen lichtundurchlässigen Körper trifft. Das Licht wird reflektiert oder absorbiert und kann nicht in den Raum hinter dem Körper gelangen. Dieser dunkle Bereich hinter dem Körper grenzt sich deutlich von der hell beleuchteten Umgebung ab und wir sehen einen Schatten. Diesen Raum nennt man Schattenraum. Ist der Schattenraum durch eine Fläche begrenzt, sieht man auf der Fläche das Schattenbild des Körpers. Der Begriff Schatten kann sowohl den Schattenraum als auch das Schattenbild bezeichnen. Schattenraum und Schattenbild verändern sich proportional zu den Entfernungen zwischen Lichtquelle und Körper bzw. zwischen Körper und Fläche sowie zu der Größe des Körpers. Nur die Lichtstrahlen, die nicht durch den Gegenstand blockiert werden, kommen weiter bis zur Projektionsfläche, z.B. dem weißen Tuch.

Größe von Schatten

Die Größe eines Schattens verändert sich dann, wenn man einen oder mehrere der drei Parameter: Position der Lichtquelle, des Gegenstands oder der Projektionsflächen, verändert. Je näher der Gegenstand an die Lichtquelle gerückt wird, desto größer wird sein Schatten. Umgekehrt wird der Schatten umso kleiner, je weiter weg der Gegenstand von der Lichtquelle geschoben wird. Dieser physikalische Effekt kann mit der geradlinigen Lichtausbreitung gut und einfach begründet werden