Arbeitsblatt: sachanalyse Leuchtobjekt

FHNW Fachdidaktik Technisches Gestalten HS 2013 Burtel A. Oprandi Sachanalyse: Leuchtobjekt Licht: Die vom menschlichen Auge wahrnehmbare Elektromagnetische Strahlung wird Licht genannt. Die Menschen sind tagtäglich dem Phänomen Licht ausgesetzt und nur mit Hilfe des Lichts kann unser visueller Sinn eingesetzt werden. Ohne Licht ist kein Leben möglich. Pflanzen benötigen Licht zum Wachsen, ohne Pflanzenwachstum haben Menschen und Tiere keine Nahrung und auf der Erde wäre es ohne Sonnenlicht zu kalt zum Überleben (vgl. Würmli, 2001). Licht ist eine Form von Energie, welche sich wellenförmig ausbreitet und verschiedenste Eigenschaften besitzt. Viele Wissenschaftler versuchten das Phänomen Licht zu erforschen und zu definieren. Theorien über das Licht entwickelten bereits griechische Philosophen wie z.Bsp. Aristoteles (350 v.Chr.). Gallileo Gallilei (1564–1642) versuchte als einer der ersten, die Ausbreitung des Lichts ernsthaft zu messen, jedoch ohne Erfolg. Die ihm zur Verfügung stehenden Mittel waren viel zu ungenau. Im 18. Jahrhundert versuchte Isaac Newton die Ausbreitung des Lichts zu analysieren und ermöglichte dadurch das Verstehen von Lichtreflexionen. Im 19. Jahrhundert entwickelten Max Planck und Albert Einstein die Quantenhypothese, welche bis heute unser Verständnis von Licht in der Natur erklären (Heilmann, 2013). Licht wird in der Physik im Bereich Optik eingegliedert und durch verschiedene Modelle vorgestellt. Das Licht kann dabei unterschiedlich betrachtet werden. Strahlenoptik und Wellenoptik beschreiben dabei unterschiedliche Phänomene welche durch Licht entstehen (Krämer, 2003). Trifft Licht auf Materie entstehen unterschiedliche Wirkungen: Reflexion, Streuung, Absorption, Photoeffekt, Brechung und Doppelbrechung. Diese Phänomene können durch die Physik berechnet und anschaulich gemacht werden und bieten somit ein breites Spektrum an Forschungsmöglichkeiten (vgl. Würmli, 2001, S.272f). Licht breitet sich in Form von Strahlen mit der Lichtgeschwindigkeit geradlinig aus (Krämer, 2003, S.247). Weitere Punkte zum Thema Licht: Kultur (Umgang mit Licht) Religion (Bibel, Symbolik des Licht, Aura) Geschichte (Vom Feuer bis zum Laser) Emotion Gefühle (Was löst Licht aus) Umwelt (Lichtverschmutzung, Polarlichter) Lichtquellen: Als Lichtquellen sind entweder thermisch oder nicht-thermisch, gemeinsam ist, dass dabei Energie benötigt wird. Thermische Lichtquellen senden Licht in allen Wellenlängen und beziehen ihre Energie aus der thermischen Bewegung ihrer Teilchen (Krämer, 2003). Je höher die Temperatur desto stärker ist die Lichtausbeute und desto weisser wird die Lichtfarbe (vgl. Glühbirne in Krämer, 2003, S.243). Lichtwirkung: Wärmewirkung Leuchtwirkung (direkt indirekt) Laser (Spezielle Wellenlänge) Biologische Wirkung (Körper, Natur) Farben Helligkeit Zustand (konstant flackernd etc) Schatten Material Stromkreis: Elektrischer Strom ist Ladungstransport. Ein Stromkreis muss geschlossen sein und eine Stromquelle enthalten damit der Strom fliessen kann. Elektrischer Strom hat eine Stromstärke und eine Stromspannung, die Einheiten sind Ampere und Volt (Krämer, 2003, S.213). Ohmsche Gesetz (UR I) Kirchhoffschen Gesetze (Summe von Knoten) Elektrische Leistung ist das Produkt aus Spannung und Stromstärke I, die Einheit ist Watt. Es gibt Gleichstrom- und Wechselstromkreise. Stromkreise bestehen im Allgemeinen aus vielen Bauelementen, die entweder hintereinander (Reihenschaltung) oder parallel zueinander (Parallelschaltung) vom elektrischen Strom durchflossen werden. Material: Geeignetes Material für den Bau eines Leuchtobjekts: Holz, Kunststoff, Glas, Metall, Papier Wärmeentwicklung muss berücksichtigt werden. Verschiedene Wirkungen, Farben und Schatten sind durch die Materialwahl möglich. Leuchtobjekt: Lampen gibt es in verschiedenen Variationen, wie z. Bsp. Pendel-, Tisch-, Steh-, Aussen- und Deckenlampen. Sie dienen einem bestimmten Zweck oder sind reine Designgegenstände. Werkzeug: Benötigtes Wissen (Umgang mit Strom/Werkzeug) wurde im FW.TG und im Gymnasium erworben: Werkstattwerkzeug und -maschinen, Stromkreise, Materialbearbeitung. Literaturverzeichnis Heilmann R. (2013): Licht. Die faszinierende Geschichte eines Phänomens. München: Herbig Krämer T./Pozimski J./Meusel O. (2003): Mentor Grundwissen Band 14. Physik 5. Bis 10. Klasse. München: Mentor Würmli M. (2001): Wie Alles funktioniert. Würzburg: Arena Titel der Originalausgabe: How things work today. London: Marshall (2000)