Praxisorientierter Physikunterricht: Hologramm-Projektor selber bauen

Holografie, die dreidimensionale Darstellung von Bildern durch Lichtbeugung und -überlagerung, ermöglicht es, das faszinierende Erlebnis eines 3D-Films auch ins Klassenzimmer zu bringen.

Durch einen selbst gebauten Hologramm-Projektor kann Schülerinnen und Schülern am physikalischen Prozess der Wellenüberlagerung auf einfache, aber beeindruckende Weise gezeigt werden, wie aus einem zweidimensionales Bild ein dreidimensionaler Gegenstand rekonstruiert wird. Streng genommen entsteht kein echtes Hologramm, aber eine beeindruckende optische Illusion!

Hier finden Sie eine Bauanleitungen für einen Hologramm-Projektor, die Sie im Unterricht umsetzen können.

Holografie im Unterricht

Das Projekt eignet sich für Schülerinnen ab Klassenstufe 7 (je nach handwerklicher Erfahrung auch früher), idealerweise im Rahmen von Physik-, Technik- oder Werkunterricht.

Ein DIY-Hologramm-Projektor ermöglicht:

• einen motivierenden Einstieg in Themen wie Lichtbrechung, Wellenüberlagerung oder optische Täuschungen
• fächerübergreifendes Arbeiten zwischen Physik, Werken, Technik und sogar Informatik
• den Einsatz digitaler Medien im Unterricht auf kreative Weise

Die Schülerinnen und Schüler bauen eigenständig ein funktionierendes Modell – ideal auch für Projekttage oder Stationenlernen.

Materialien:

Für das Bauen eines kleinen Hologramm-Projektors, der auf ein Smartphone passt, benötigen Sie und Ihre Schülerinnen und Schüler nur wenige Materialien:

• 2 mm dickes Acrylglas. Für Projekte mit einer Gruppe von mehreren Schülerinnen und Schülern empfehlen wir Ihnen auch günstiges Acrylglas (gegossen, kein extrudiertes Material!)
  Die Maße der gesamten Platte hängen von der Anzahl der Schülerinnen und Schüler sowie der Größe des Hologramm-Projektors ab.
• Klebeband und Plexiglaskleber
• Handschuhe aus Vinyl
• Lineal, vorzugsweise aus Metall
• Schleifpapier (Körnung 400)
• Kernseife
• Stanleymesser
• Feinverzahnte Metallsäge
• Schneidematte oder feste Unterlage
• Karton (für die Schablone)

Warnhinweis: Der Umgang mit Stanleymesser, Metallsäge und Plexiglaskleber erfordert besondere Vorsicht. Bitte stellen Sie sicher, dass alle Beteiligten Sicherheitsregeln kennen. Das Tragen von Handschuhen und Schutzbrillen wird empfohlen. Die Bauanleitung sollte von der Lehrkraft begleitet werden.

Das Ziel dieses DIY-Projektes ist es, einen pyramidenförmigen Stumpf zu bauen, der umgekehrt auf den Bildschirm eines Smartphones gelegt werden kann. Sorgen Sie zudem auch für eine geeignete Videodatei (beispielsweise via YouTube), mittels der die Schülerinnen und Schüler anschließend das bewegende Hologramm auf Ihrem Smartphone begutachten können.

DIY-Bauanleitung: Schritt für Schritt zum Hologramm-Projektor

1. Schablone anfertigen

Der erste Schritt ist die Anfertigung einer Schablone. Hierfür benutzen Sie am besten ein Stück Karton und zeichnen die vier Seiten einer Pyramide mit einem Lineal ein.

Obere Kante: 6 cm
Höhe: 3,5 cm
Untere (stumpfe) Spitze: 1 cm

Die Schablone ausschneiden.

Diese Vorlage wird später viermal auf das Plexiglas übertragen.

Wenn Sie oder Ihre Schülerinnen und Schüler einen Hologramm-Projektor für ein Tablet oder Flatscreen anfertigen wollen, können Sie größere Maße verwenden, solange das Verhältnis dasselbe bleibt.

2. Acrylglas vorbereiten

Für den Hologramm-Projektor eignet sich gegossenes, 2 mm dünnes Plexi- oder Acrylglas.

Der Vorteil hierbei ist, dass Ihre Schülerinnen und Schüler keine Schwierigkeiten beim Sägen der Platte haben werden. Verwenden Sie eine gesäuberte Schneidematte bzw. Unterlage, damit sowohl das Acrylglas als auch die Arbeitsfläche unbeschädigt und frei von Kratzern bleiben.

• Entfernen Sie während der Bearbeitung die Schutzfolie nicht vom Glas!
• Zeichnen Sie zuerst 3,5 cm breite Streifen in der Anzahl Ihrer Schülerinnen und Schüler auf das Plexiglas.

3. Acrylglasplatte sägen

Schmieren Sie das Plexiglas vorsichtig mit Kernseife ein und sägen Sie die dünnen Streifen mit einer feinverzahnten Metallsäge ab. Achten Sie jedoch darauf, die Schnittlinie möglichst an der Arbeitsfläche zu halten, damit das Plexiglas nicht vibriert oder bricht.

4. Einzeichnen der Pyramidenseiten

Positionieren Sie den abgesägten Plexiglasstreifen auf der Schneidematte und zeichnen Sie nun mit der mit Hilfe Ihrer Schablone die Seiten der Pyramide auf dem Acrylglas ein.

5. Pyramide sägen

Nun folgt der herausfordernde Teil: Zeichnen Sie mit dem Stanleymesser Kerben in jede eingezeichnete Schnittlinie ein, damit die Seiten leichter gesägt werden können und das Plexiglas nicht bricht. Benutzen Sie die hohe Seite des Lineals, um das Stanleymesser über die Linien zu führen und schneiden Sie diese mehrmals ein. Sägen Sie anschließend mit der Metallsäge die Seiten der Pyramide ab.

6. Kanten schleifen und reinigen

Schleifen Sie mit Hilfe des Schleifpapiers nun alle Grate und sorgen Sie dafür, dass das Plexiglas mit einem Mikrofasertuch von Fett sowie Schmutz befreit wird.

7. Zusammenkleben der Pyramide

Kleben Sie mit vier kleinen Streifen Klebeband die Innenseiten der Pyramide aneinander. Platzieren Sie den Hologramm-Projektor mit der breiten Kante sowie im rechten Winkel auf der Schneidematte.

Sorgen Sie dafür, dass Ihre Schülerinnen und Schüler Vinylhandschuhe tragen, da der Plexiglaskleber hautreizend wirken könnte. Stellen Sie die Pyramide auf, dosieren Sie den Leim sparsam und lassen ihn vorsichtig in die Nähte der Pyramidenecken fließen.

Nach 20 Minuten ist der Plexiglaskleber trocken und Ihr Hologramm-Projektor einsatzbereit!

Nun wird der Hologramm-Projektor umgedreht auf ein Smartphone gelegt, das ein geeignetes Video mit vier symmetrisch angeordneten Bildsequenzen abspielt (einfach bei YouTube nach „Hologram Video“ suchen). Die Lichtbilder überlagern sich in der Pyramide und erzeugen eine dreidimensionale Projektion.

Tipp: Ein weißes Blatt auf der Oberseite der Pyramide verbessert den Kontrast.

Kunststoffplattenonline.de wünscht Ihnen und Ihren Schülerinnnen und Schülern viel Freude und Erfolg bei Ihrem DIY-Projekt.