Je nach Entwicklungsstand und Alter, haben Kinder in ihrem Alltag viele Möglichkeiten, die Wirkung von Sonnen- und Lichtstrahlen sowie ihre Eigenschaften zu erkunden. Sie ...

• spüren Wärme, wenn sie in der Sonne stehen.
• fühlen, dass sich Gegenstände und Materialien durch Sonnenstrahlen erwärmen.
• beobachten, dass Licht- und Sonnenstrahlen gebündelt werden können. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn Sonnenstrahlen durch die Wolken hindurchscheinen oder wenn direktes Licht auf das Uhrenglas einer Armbanduhr scheint.

Die Vorstellungen von Kindern sind stark durch Alltagserfahrungen sowie die Alltagssprache geprägt, was sich in ihren Vorstellungen über Sonnen- und Lichtstrahlen widerspiegelt:

• Kinder zeichnen die Sonne mit einem Strahlenkranz.
• Kinder beobachten Lichtpunkte in ihrer Umgebung. „Schau mal, da tanzt ein Punkt!“; „Da leuchtet was!“ Sie vermuten, wo diese Lichtpunkte herkommen – beispielsweise von einer Armbanduhr, einem Trinkglas, einer Diskokugel, einer CD, einem Spiegel, einer nassen Fahrbahn, Fensterscheiben, Licht auf einer Pfütze/einem See, etc.

• Kinder machen die Erfahrung, dass sie mit dem Uhrenglas einer Armbanduhr Sonnenstrahlen oder das Licht einer Lampe einfangen und damit einen Lichtpunkt an einem anderen Ort erzeugen können.
• Kinder sammeln Erfahrungen mit wärmenden Lichtquellen wie Kerzenlicht oder Lagerfeuer oder erleben, dass Schokolade schmilzt, wenn die Sonne darauf scheint. Infrarotstrahler wärmen kleine Kinder am Wickeltisch.

WORTSPEICHER

Sonnenstrahlen · Lichtstrahlen · Kraft · Energie · Wärmespeicher · bündeln ·reflektieren

Vorsicht: Bei der Verwendung der Lichtquellen darauf hinweisen, dass sich die Finger stark erhitzen können sowie direkten Blick in die Lichtquellen meiden (Blendung). Kontakt mit der Birne der Lichtquelle unbedingt vermeiden.

Die Kinder erfahren, dass es Lichtquellen gibt, die wärmende Strahlen abgeben. Sie erfahren, dass je nach Beschaffenheit von Oberflächen Licht gebündelt werden kann und sich der Effekt der wärmenden Strahlung dadurch verstärken kann.

Je nach Vorwissen und Alter der Kinder kann weiterführend thematisiert werden, dass es Bestandteile des Lichtes gibt, die sichtbar sind, andere, wie beispielsweise das Infrarotlicht, die nicht sichtbar sind. Das Prinzip der Streuung und Bündelung von Lichtbestandteilen kann exemplarisch mit sichtbarem Licht beobachtet werden (beispielsweise Diskokugel, CD, Spiegel, etc.).

Die Kinder benötigen gegebenenfalls Unterstützung beim Zusammenkleben des Trichters, eventuell funktioniert es in Teamarbeit gut.

Erfahrungsgemäß stellt das Schneiden von Alufolie in Form von Kreisen Kinder vor eine motorische Herausforderung. Hier kann es hilfreich sein, mit vorgeschnittenen Alufolien oder Schablonen zu arbeiten.

Anknüpfungspunkte an das Themenfeld „Nachhaltigkeit“: Nach dem Erproben der Sonnenfänger können die Kinder überlegen, wo die Eigenschaften von Licht genutzt werden können, um Strom, Gas oder andere Energieträger zu sparen:

• Im Gewächshaus oder Frühbeet können Sonnenstrahlen „eingefangen“ werden, und so durch die Wärme und das Licht für ein stärkeres Wachstum der Pflanzen sorgen.
• Bei solarbetriebenen Geräten wie Taschenrechner, Waagen. Solarzellen, Solarthermie – hier kann die Kraft der Sonne in Strom umgewandelt werden.

WEITERE IDEEN

Als Einstiegsimpulse oder um die Erfahrungen der Kinder mit Licht- und Sonnenstrahlen zu stärken, kann es auch hilfreich sein:

• Sonnenfänger aus verschiedenen Materialien anzufertigen:
• Vergleich von silberfarbenen Oberflächen wie beispielsweise Innenseite Getränkepackung, Innenseite einer Tüte für Knabbereien (Kartoffelchips, Erdnussflips) und Sonnenfänger mit Alufolie nach Anleitung – bei welchem Material erwärmt sich der Finger am stärksten? Was könnte der Grund dafür sein?
• Vergleich der Erwärmung verschiedenfarbiger Oberflächen wie beispielsweise weißem und schwarzem Karton durch Lichtstrahlen.
• Vergleich glänzender Oberflächen mit verschiedenen Farben wie beispielsweise Folienmaterial einer Rettungsdecke, einmal silberne und einmal goldene Seite auf der Innenseite des Trichters (wärmende/kühlende Seite je nach Bedarf).

Eigenschaften von Licht

Sichtbarkeit und Wärme

Licht besteht aus elektromagnetischen Wellen und nur ein Teil davon ist mit dem Auge sichtbar. Im unsichtbaren Bereich liegen beispielsweise Infrarot-, Radio- oder Röntgenstrahlung. Die Einteilung kann über Wellenlängen, Frequenz oder Energie vorgenommen werden. Das Sonnenlicht und ein Teil der Lichtquellen im Alltag enthalten unter anderem Infrarotstrahlung. Trifft Lichtenergie auf ein Lebewesen oder einen Gegenstand (eine Masse), wird diese zu einem Teil in Wärmeenergie umgewandelt. Auf dieser Grundlage erwärmt sich beispielsweise eine Oberfläche. Für den Menschen sind diese Strahlen nicht sichtbar, er spürt jedoch die Wärme auf seiner Haut. Die Wärmestrahlung dringt in die Hautschichten ein und wird dort von speziellen Wärmefühlern (Wärmerezeptoren) wahrgenommen. LED Lampen erzeugen kein Infrarotlicht und haben daher keine wärmende Wirkung.

Eigenschaften von Oberflächen in Zusammenhang mit elektromagnetischen Wellen

Form der Oberflächen

Lichtquellen strahlen meist auseinanderlaufende Lichtstrahlen aus. Trifft ein Lichtstrahl auf ein Lebewesen oder einen Gegenstand, kann er abgelenkt (reflektiert) oder vom Material aufgenommen (absorbiert) werden.

• Reflektion: Wird ein Lichtstrahl abgelenkt, bewegt er sich geradlinig weiter. Dabei entspricht der Einfallswinkel dem Ausfallswinkel.

• Sonnenfänger-Innenseite mit Knabbertüte oder Getränkeverpackung versehen: Das Material ist im Vergleich zu reiner Alufolie von mehreren Plastikschichten überzogene Alufolienschicht, was die Absorption erhöht. Bei der Getränkeverpackung ist die silberne Schicht matt, was zusätzlich die reflektierende Eigenschaft verringert

• Um den Weg von Lichtstrahlen sichtbar zu machen, eignen sich besonders Spiegel als Oberflächen. Je nach Form der Oberfläche ergeben sich verschiedene Ablenkungen (Reflexionsmuster). Beim Sonnenfänger findet eine Bündelung der wärmenden Strahlen in Richtung des Fingers statt.
• Im Alltag begegnet man einigen Beispielen: