Displaytechnik und Flüssigkristalle (Ab Klassenstufe 10)
Geheimnisvolle Alltagstechnologien und Reisen in die Nanowelt
Dieser etwa sechsstündige Versuchstag erschließt die Geheimnisse von Alltagstechnologie und lädt zu einer Reise bis auf die Nanoebene ein: Wie kommt das Bild auf den Bildschirm? Warum kann ich aus roten, grünen und blauen Bildpunkten jede erdenkliche Farbe erzeugen? Und warum kann ich mit einer Sonnenbrille keine Nachrichten auf meinem Smartphone lesen? In diesem Angebot erhalten Schülerinnen und Schüler Einblicke in Phänomene wie Polarisation und Lichttechnik. Zudem entdecken sie die Funktion eines Bildschirms und gehen schließlich dem Display eines Smartphones Schicht für Schicht auf den Grund.
Das Modul wird im Dezember 2023 erstmalig erprobt und voraussichtlich ab dem 2. Schulhalbjahr buchbar sein.
Die Lernstationen im Überblick
Es werde Licht – Polarisation und Eigenschaften des Lichts
Polarisiertes Licht bildet die Grundlage eines jeden Bildschirms. Die Schülerinnen und Schüler lernen an dieser Station die physikalischen Grundlagen, wie sich polarisiertes Licht erzeugen lässt. Außerdem erforschen sie dessen Eigenschaften mit Filtern und dem Lichtmikroskop – oder mit der Sonnenbrille am eigenen Smartphone.
Flüssigkristalle – Ein farbenfroher, physikalischer Widerspruch
Der Ausdruck Flüssigkristall stellt auf den ersten Blick einen Widerspruch dar, schließlich ist ein Kristall ein Festkörper. Die Auflösung erfahren die Lerngruppen an dieser Station. Denn mit dem klick!:labor-Team erforschen sie hier Materialien, die zwar eine Flüssigkeit sind, jedoch Eigenschaften eines Kristalls aufweisen – und die die heutige Displaytechnik erst möglich machen. Anhand eines einfachen Modells werden die Materialien zunächst erklärt. Im Anschluss konstruieren die Schülerinnen und Schüler eine einfache Zelle, in der sie die Eigenschaften untersuchen können.
Displaytechnik – Von RGB zum fertigen Bild
Flüssigkristall- oder LC-Displays, kurz LCD, sind sowohl in schwarz-weiß, zum Beispiel in Weckern, als auch in Farbe zu finden. Schulklassen lernen an dieser Station die Unterschiede beider Typen kennen und konstruieren ein einfaches, steuerbares Modell einer Rot-Grün-Blau (RGB) Farbmatrix. Abschließend kombinieren wir die Modelle sämtlicher Gruppen zu einem makroskopischen Display, mit dem die Darstellung von Farben demonstriert wird
Smartphone-Sektion – Wie ist ein echtes Display aufgebaut?
Die letzte Station des Moduls stellt den Bezug vom Modell zum Alltag her: Gemeinsam zerlegen die Schülerinnen und Schüler ein ausgemustertes Display eines Smartphones oder PC-Bildschirms in seine Bestandteile. Diese können zwischen 10 und 13 Schichten mit verschiedenen Funktionen umfassen. Die Lerngruppen wenden dabei das zuvor Erlernte an, um möglichst viele Schichten zu identifizieren. Mithilfe eines Lichtmikroskops erstellen sie zudem einzigartige Bilder.