Auf Spurensuche mit Kommissar Licht - LMU München · Farben, Licht und Kriminalistik: Auf...

Farben, Licht und Kriminalistik:

Auf Spurensuche mit Kommissar Licht

Ein Projekt in der Klasse 7C

am

Josef-Effner-Gymnasium Dachau

21./22. Januar 2008

erarbeitet und durchgeführt von

Benedikt Harrer

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Farben, Licht und Kriminalistik: Auf Spurensuche mit Kommissar Licht

Abstract

Das Interesse an Kriminalserien im Fernsehen ist bereits in der siebten Klasse

zum Teil sehr hoch. In den letzten Jahren ist das Angebot insbesondere der Se-

rien, in denen die Kriminaltechnik im Vordergrund steht, stark gewachsen.

Mit diesem Projekt soll den Schülern der siebten Jahrgangsstufe über die Be-

schäftigung mit einem Aspekt der Kriminaltechnik ein neuer Zugang zur Physik

(insbesondere der Optik) geboten werden.

Zunächst werden in einem Stationenbetrieb Grundlagen zu Licht und Farben

wiederholt sowie verschiedene Aspekte der Fluoreszenz erarbeitet.

Anschließend bearbeiten die Schüler in Kleingruppen verschiedene Aufgaben: Sie

suchen das Schulhaus nach fluoreszierenden Spuren ab und versuchen, diese zu

identifizieren bzw. untersuchen vorher präparierte Spurenträger unter „Laborbe-

dingungen“.

Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden mit Hilfe von Digitalkameras auf

Fotos festgehalten.

Abschließend erstellen die Schüler Poster und präsentieren ihre Ergebnisse der

Klasse.

Dieses Projekt wurde im Rahmen der Zulassungsarbeit „Physik und Kriminalistik“

erarbeitet und zusammengestellt.

München/Möckenlohe im Januar 2008

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Ein Projekt in der Klasse 7C (JEG Dachau) am 21. / 22. Januar 2008

Ablauf

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I. Vorstellung des Projekts

1. Einleitung - Stummer Impuls

Der Projekttag beginnt mit einem stummen Impuls: Der Eingangsbereich des

Klassenzimmers wird mit Schwarzlichtlampen beleuchtet, der Raum ist ansonsten

verdunkelt (evtl. Notbeleuchtung an).

Beim Betreten des Raums erleben die Schüler dabei schon das Phänomen der Fluoreszenz:

Weiße Kleidungsstücke leuchten hell auf. Evtl. kann der Raum auch noch mit diversen

fluoreszierenden Deko-Elementen geschmückt werden.

2. Gruppeneinteilung

Sind alle Schüler vollzählig im Klassenzimmer anwesend, beginnt die Einteilung in

Kleingruppen. Diese Gruppen werden für den Rest des Tages beibehalten.

In der Klasse 7C sind 31 Schüler, es bietet sich daher an, 8 Gruppen zu bilden: Eine der

Gruppen besteht aus drei Schülern, die restlichen Schüler bilden sieben Vierergruppen.

3. Stationenbetrieb

3.1 Lernziele

� Die Schüler unterscheiden in Kleingruppen verschiedene Arten von Lichtquellen,

indem sie deren Licht mit Hilfe von Spektroskopen analysieren.

� Sie untersuchen in Kleingruppen die Funktionsweise von Farbfiltern, indem sie

einfache Experimente mit Taschenlampen und Filtern durchführen.

� Die Schüler beobachten, ebenfalls in Kleingruppen, verschiedene Fluoreszenz-

Erscheinungen, indem sie verschiedene (zum Teil extra präparierte) Gegenstände

mit UV-Licht beleuchten.

� Sie lernen verschiedene Methoden der kriminalistischen Spurensicherung bzw.

-analyse kennen, indem sie in Kleingruppen mit einer UV-Lampe als forensische

Lichtquelle im Schulhaus auf Spurensuche gehen.

3.2 Einführung

Nachdem die Schüler vor den Weihnachtsferien grundlegende Eigenschaften von Licht

kennen gelernt und eine kurze Einführung in die Farbmischung erhalten haben, lernen sie

im ersten Teil dieses Stationenbetriebs zunächst die Spektren verschiedener Lichtquellen

kennen. Mit Hilfe von Filtern gelingt es ihnen, verschiedene Farbanteile aus einem

kontinuierlichen Spektrum auszublenden. Im zweiten Teil beschäftigen sich die Schüler mit

einem weiteren Phänomen der Optik, der Fluoreszenz. Da das bisher gesammelte

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physikalische Fachwissen nicht dazu ausreicht, dieses Phänomen zufriedenstellend zu

erklären, beschränken wir uns in diesem Stationenbetrieb auf die Beobachtung der

Fluoreszenz.

3.3 Vorstellung der einzelnen Stationen

An dieser Stelle werden die einzelnen Stationen nur kurz vorgestellt. Die

Arbeitsanweisungen sind in Teil II zu finden!

Jeweils vier Gruppen arbeiten gleichzeitig an den Themen „Spektroskopie“ bzw.

„Fluoreszenz“. Die Materialien der Stationen stehen jeweils in vierfacher Ausführung zur

Verfügung. Nach der Hälfte der zur Verfügung stehenden Zeit beginnen die Schüler mit der

Bearbeitung des jeweils anderen Themas.

Bei der Vorstellung des Stationenbetriebs sollten ausdrücklich die Arbeitsanweisungen und

die Laborprotokolle vorgestellt werden, der Unterschied ist für die Schüler nicht von

vornherein klar! Es sollte darauf geachtet werden, dass die Schüler die Arbeitsanweisungen

genau lesen! Evtl. stichprobenartig in einzelnen Gruppen das Verständnis der

Aufgabenstellung prüfen!

3.3.1 Spektroskopie

Vorversuch

Dieser Versuch soll die Funktionsweise der Spektrometer verdeutlichen, die an einigen

Stationen verwendet werden. Mit Hilfe einer handelsüblichen CD bzw. eines CD-Rohlings

wird das Spektrum der Raumbeleuchtung (bzw. der Halogenlampen an den einzelnen

Stationen) sichtbar gemacht. Das Spektrum wird nicht auf einen Schirm projiziert, sondern

kann direkt auf der CD beobachtet werden.

1. Station: Das kontinuierliche Spektrum einer Halogenlampe

Durch ein selbst gebasteltes CD-Spektroskop beobachten die Schüler an dieser Station das

kontinuierliche Spektrum einer Halogenlampe, die „weißes“ Licht aussendet.

2. Station: Das Linienspektrum eines Farb-LC-Displays

An der Station „Spektrum einer Halogenlampe“ wurde „weißes“ Licht in ein kontinuierliches

Spektrum zerlegt. Hier wird das „weiße“ Licht eines Farb-LC-Displays (Laptop-Display) mit

Hilfe eines selbst gebastelten CD-Spektroskop in ein Linienspektrum zerlegt.

3. Station: Das Linienspektrum eines roten Laserpointers

Ein Spektrum muss nicht aus verschiedenen Farbanteilen bestehen, das lernen die Schüler

an dieser Station. Das Spektrum eines roten Laserpointers wird wieder mit Hilfe eines

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selbst gebastelten CD-Spektroskops in ein Linienspektrum zerlegt. Die Schüler sehen nur

eine sehr scharf abgegrenzte rote Linie. Zum Vergleich wird das Spektrum einer roten LED

durch das Spektroskop betrachtet: Dieses Spektrum ist breiter und läuft an den Rändern

aus. Die Spektren unterscheiden sich also, obwohl das Licht beider Lichtquellen gleich

gefärbt erscheint (Für diesen Versuch wird ein spezielles Spektrometer verwendet, bei dem

man nicht direkt mit dem Laserpointer durch den Spalt leuchten kann).

Achtung: Laserpointer und LED-Taschenlampe sollten nicht an den Schülertischen bereit

gelegt werden! Die Schüler müssen diese zur Bearbeitung der 3. Station vom Lehrer holen

und wieder zurückbringen, wenn sie mit der Bearbeitung fertig sind!

4. Station: „Licht färben“ mit Filtern

An dieser Station wird das Licht einer Taschenlampe mit Hilfe verschiedenfarbiger

Filter(folien) „eingefärbt“. Außerdem sollen die Schüler beschreiben, was sie sehen, wenn sie

Gegenstände nur durch einen Filter beobachten.

Danach wird das Spektrum der Taschenlampe wiederum mit Hilfe eines selbst gebastelten

CD-Spektroskops betrachtet. Die Schüler sollen nun verschiedene Farbfilter in den Lichtweg

einbringen und beobachten, wie sich das Spektrum verändert.

3.3.2 Fluoreszenz

1. Station: Fluoreszenz von Textmarker-Farben

Spätestens beim stummen Impuls zu Beginn der Stunde haben die Schüler fluoreszierende

Farben gesehen, also Farbstoffe, die unter Anregung durch UV-Licht zu leuchten beginnen.

An dieser Station lernen die Schüler beispielhaft die Fluoreszenz von Textmarker-Farben

kennen. Diese Stifte sind ihnen aus dem Alltag bekannt, sie heißen in der Umgangssprache

auch „Leuchtmarker“. Die Schüler können beobachten, dass die Textmarker-Farben unter

Anregung durch „Schwarzlicht“ tatsächlich zu leuchten beginnen.

2. Station: Fluoreszenz von roter Tinte / Eosin

Manche rote Tinte enthält als roten Farbstoff Eosin. Dieser kann durch Anregung mit

blauem / ultraviolettem Licht zum Leuchten gebracht werden. Für die Schüler dürfte dabei

am erstaunlichsten sein, dass die rote Tinte plötzlich grünlich-gelb zu leuchten beginnt,

während sie unter „normaler“ Beleuchtung rot erscheint.

3. Station: Fluoreszenz von Aesculin

Die Rinde von Kastanienbäumen enthält den Wirkstoff Aesculin. Schneidet man ein Stück

Rinde ab und gibt es in ein mit Wasser gefülltes Glas, so wird das Aesculin im Wasser

gelöst. Bei Tageslicht ist davon nicht viel zu sehen. Beleuchtet man das Glas jedoch mit

UV-Licht, so kann man deutlich hellblaue Schlieren entdecken, die sich von dem

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Rindenstückchen lösen. Rührt man das Wasser kräftig um, so leuchtet die ganze Lösung

milchig-blau. Bei Tageslicht ist sie weiterhin durchsichtig.

4. Station: Sicherheitsmerkmale von Geldscheinen / Kinderreisepässen

Geldscheine und Kinderreisepässe enthalten eine Reihe von Sicherheitsmerkmalen, die erst

bei Beleuchtung mit UV-Licht zu erkennen sind. Die Schüler sollen einen Geldschein und

einen Kinderausweis untersuchen und beschreiben, welche Sicherheitsmerkmale sie finden.

3.3.3 Besprechung der Ergebnisse

Am Ende des Stationenbetriebs (vor der Pause) sollte unbedingt eine Wiederholung und

Besprechung der Ergebnisse mit Verbesserung der Laborprotokolle stattfinden!

4. Motivation / Überleitung zur Kriminaltechnik

Als Überleitung bzw. zur Motivation des Themas „Auf Spurensuche mit Kommissar Licht“

wird ein Ausschnitt aus einer Folge von „CSI: Crime Scene Investigation“ gezeigt:

Die Episode 3x01 mit dem Titel „Rache ist süß“ („Revenge is best served cold“) beginnt an

einem Pokertisch in einem Casino in Las Vegas. Während einer spannenden Poker-Partie

erleidet einer der Spieler scheinbar einen Herzinfarkt. Das herbeigerufene CSI-Team

beginnt mit der Spurensuche und untersucht dabei den Stuhl des Verstorbenen mit einer

UV-Lampe. Auf dem Stuhl sind einige fluoreszierende Flecken zu sehen.

5. Spurensuche im Schulhaus / Analyse von Spurenträgern

Im Gegensatz zum Stationenbetrieb sind die Arbeitsanweisungen bei dieser

Schüleraktivität zum Teil sehr offen gehalten. Lediglich bei der Analyse der vorbereiteten

Spurenträger und bei der Spurensuche am präparierten „Tatort“ sind die möglichen

Ergebnisse bereits vorher bekannt.

5.1 Eine kleine Spurenkunde

Die Vielfalt der zu entdeckenden Spuren dürfte für die Schüler völlig neu sein. Aus diesem

Grund ist ein kleiner Überblick durchaus angebracht.

Dafür bietet sich ein weiterer Ausschnitt aus einer CSI-Episode an: In der Folge 2x11 („Der

Tote im Fahrstuhl“ / „Organ Grinder“) erklärt der Leiter des Forensik-Teams, Dr. Gil

Grissom, seinen Mitarbeitern, welche Spuren in einem „typischen amerikanischen

Hotelzimmer“ vorhanden sind und mit einer sogenannten „Forensischen Lichtquelle“ (engl.

ALS von „Alternate Light Source“) sichtbar gemacht werden können.

Den Umgang mit UV-Lampe und blauer Taschenlampe haben die Schüler im Lernzirkel

bereits geübt. Diese dienen jetzt als „forensische Lichtquellen“.

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5.2 Themengebiete (je zwei Gruppen)

5.2.1 Spurensuche im Schulhaus

Zwei der 4er-Gruppen ziehen los, um das Schulhaus nach fluoreszierenden Spuren

abzusuchen. Bei der Suche sind den Schülern keine Grenzen gesetzt, sie können

beispielsweise Toiletten, Umkleideräume, Küche usw. überprüfen.

Sie sollen ihre Beobachtungen genau dokumentieren, den Fundort beschreiben und genau

festhalten, auf welche Weise sie die Spuren gefunden haben und wie es ihnen gelungen ist,

sie sichtbar zu machen. Außerdem sollen sie sich überlegen, was fotografiert werden soll.

Es werden entsprechende „Tatortformulare“ zur Verfügung gestellt.

5.2.2 Spurensicherung an einem präparierten „Tatort“

An einem dunklen Ort im Schulhaus (evtl. in einem der Not-Treppenhäuser) wird ein

„Tatort“ vorbereitet. Es werden Spuren gelegt, die von den Schülern gefunden werden

sollen. Die Schüler zweier 4er-Gruppen sollen die Spuren kennzeichnen, fotografieren und

versuchen, sie zu identifizieren. Es stehen „Tatortformulare“ zur Verfügung.

5.2.3 Spurenanalyse im „Labor“

Zwei weitere 4er-Gruppen bekommen die Aufgabe, vorbereitete Spurenträger zu

untersuchen. Darauf sind z.B. unterschiedliche Körperflüssigkeiten zu finden. Die Schüler

sollen genau ihre Vorgehensweise beschreiben und ihre Beobachtungen formulieren. Auch

sie sollen sich Gedanken machen, was fotografiert werden soll.

Den Schülern stehen Formulare zur Verfügung, auf denen sie ihre Notizen machen können.

5.2.4 „Tatortfotografie“

Die 3er-Gruppe und die letzte 4er-Gruppen übernehmen die Fotografie. Zu Hause haben

sich die Schüler bereits damit beschäftigt, wie sie mit ihren Digitalkameras dunkle

Situationen ohne Blitz fotografieren können. Die beiden Gruppen erhalten eine kleine

schriftliche Einführung in die „Tatortfotografie“ und üben das Fotografieren unter

schlechten Lichtbedingungen.

Nach dieser kleinen Einführung wird jeder Schüler einer der übrigen sechs Gruppen

zugeteilt, auf deren Anweisung hin er die gewünschten Fotos anfertigt (einer Gruppe

werden zwei „Fotografen“ zugewiesen).

5.3 Hinweise zur Durchführung

Bevor die einzelnen Gruppen mit der Bearbeitung der Arbeitsaufträge beginnen, sollte eine

kurze Einarbeitungsphase stattfinden, während der die Schüler die Anweisungen

aufmerksam durchlesen sollen. In einer kurzen Besprechung mit den einzelnen Gruppen

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sollten sich eventuell auftretende Verständnisschwierigkeiten beseitigen lassen!

Die Fotografen-Gruppe muss relativ stark geführt werden. Es ist für die Schüler vorteilhaft,

wenn sie bereits Vorkenntnisse aus einer Foto-AG o.ä. mitbringen. Falls keine derartigen

Vorkenntnisse vorhanden sind, ist es anzuraten, der Gruppe einen eigenen Betreuungslehrer

zuzuweisen. Falls dies nicht möglich ist, sollte davon abgesehen werden, eine Fotografen-

Gruppe einzurichten. Stattdessen sollte die Gruppe mit einer der anderen Anweisungen

betraut werden. Fotos können dann immer noch von einer Lehrkraft angefertigt werden.

6. Gestaltung von Plakaten

Zum Abschluss des Projekts gestalten die einzelnen Gruppen Plakate, auf denen sie den

übrigen Mitschülern ihre Ergebnisse präsentieren.

Die Fotos werden alle gesammelt und nachmittags von der Lehrkraft ausgedruckt. Die

entsprechenden Stellen auf den Postern müssen freigehalten werden. Am nächsten Tag

werden die Plakate dann vervollständigt und der Klasse präsentiert.

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II Arbeitsanweisungen und Materialien

1. Benötigte Materialien

1.1 Stationenbetrieb

Für den Stationenbetrieb werden acht Schreibtisch-Halogenlampen benötigt. Außerdem

sollte für den Vorversuch jedem Schüler eine alte CD (z.B. ein „verbrannter“ CD-Rohling)

zur Verfügung gestellt werden.

Alle der im Folgenden aufgeführten Materialien sind in vierfacher Ausführung

bereitzustellen!

1.1.1 Spektroskopie

� einfaches CD-Spektroskop (Bauanleitung s. Kapitel 2)

� Notebook (Browser öffnen und in der Adresszeile about:blank eingeben, um eine

leere Seite darzustellen; mit F11 in den Vollbildmodus wechseln)

� Laser-CD-Spektroskop (Bauanleitung s. Kapitel 2)

� roter Laserpointer

� superhelle rote LED (am Besten fertig mit Batterien und Schalter zu einer Art

„Taschenlampe“ verdrahtet; Bauanleitung s. Kapitel 2)

� kleine Taschenlampe (keine LED-Taschenlampe verwenden!)

� verschiedene Farbfilter (Bastelvorlage s. Kapitel 2)

� Filterbrillen (Bastelvorlage s. Kapitel 2)

1.1.2 Fluoreszenz

� UV-Lampe (Geldscheinprüfer mit UV-Röhre)

� verschiedenfarbige Textmarker, weißes Papier

� kleines Pipettenfläschchen aus Klarglas, gefüllt mit roter Tinte (diese sollte selbst

angefertigt werden: pulverförmiges Eosin (gelblich; C20H6Br4Na2O5) in Wasser lösen, bis

die gewünschte Farbsättigung erreicht ist. Moderne rote Tinte basiert meistens auf

anderen Farbstoffen!)

� kleines Becherglas

� kleiner Zweig einer Rosskastanie

� kleines Messer

� Geldschein, Kinderreisepass (sollte von den Schülern selbst mitgebracht werden), evtl.

auch Personalausweis oder Führerschein

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Arbeitsanweisungen und vorgefertigte Laborprotokolle s. Kapitel 3!

1.2 Spurensuche im Schulhaus / Analyse von Spurenträgern

1.2.1 Spurensuche im Schulhaus

� 2 batteriebetriebene UV-Lampen (Geldscheinprüfer)

� 8 orangefarbene Filterbrillen (Bastelvorlage s. Kapitel 2)

� Einweghandschuhe

� Tatortformulare (s. Kapitel 3)

� 2x 10 Nummerierungs-Zeltchen zur Markierung der Spuren (Bastelvorlage s. Kapitel 2)

� 2x 4 Maßstäbe zum Fotografieren der Spuren (Bastelvorlage s. Kapitel 2)

1.2.2 Spurensicherung an einem präparierten „Tatort“

� verschiedene fluoreszierende Flüssigkeiten und Gegenstände, z.B. Tomatenmark,

Fluorescein, mit denen am „Tatort“ Spuren gelegt werden

� 2 batteriebetriebene UV-Lampen (Geldscheinprüfer)



� Tatortformulare (s. Kapitel 3)

� 2x 10 Nummerierungs-Zeltchen zur Markierung der Spuren (Bastelvorlage s. Kapitel 2)

� 2x 4 Maßstäbe zum Fotografieren der Spuren (Bastelvorlage s. Kapitel 2)

1.2.3 Analyse von vorgefertigten Spurenträgern

� verschiedene mit fluoreszierenden Flüssigkeiten präparierte Fliesen, Stoffe etc.

(hier auch Sperma, Urin, Blut)

� 2 UV-Lampen (Geldscheinprüfer mit Batterie- oder Netzbetrieb)



� vorgefertigte Laborprotokolle (s. Kapitel 3)

1.2.4 „Tatortfotografie“

� 6 orangefarbene Filter

� mehrere Kamerastative (evtl. auch von Schülern mitgebracht)

� 6 Digitalkameras (sollen von den Schülern mitgebracht werden)

Einführungstexte und Arbeitsanweisungen s. Kapitel 3!

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2. Bauanleitungen / Bastelvorlagen2.1 Einfaches CD-Spektroskop

Für die CD-Spektroskope wird eine alte CD als Gitter verwendet. Aus einer CD können

acht „Gitter“ hergestellt werden. Dazu wird die CD mit einem Stift in acht gleiche Sektoren

unterteilt. An den Linien wird die CD dann am Besten mit Hilfe eines

Multifunktionswerkzeugs mit Trennscheibe auseinander geschnitten.

Als Gehäuse kann jede beliebige etwas stabilere Papp-Schachtel dienen. Die Verpackungen

der batteriebetrieben UV-Lampen eignen sich beispielsweise hervorragend für kleine

„Taschen-Spektroskope“. Der grundsätzliche Aufbau ist bei allen Spektroskopen gleich:

Der Spalt kann beispielsweise aus einem Joghurt-Deckel oder einem Stück Karton

hergestellt werden: Die Schnittkanten müssen sehr sauber sein, damit später im Spektrum

keine Störungen zu sehen sind.

Der CD-Sektor darf nicht mit dem Label an den Karton geklebt werden, damit sich die

Reflexionsschicht nicht löst. Statt dessen sollte er einfach mit starkem Klebeband links und

rechts an den Karton geklebt werden.

Eine ausführliche Anleitung zum Bau des Spektroskops findet sich im Internet unter:

http://astro.u-strasbg.fr/~koppen/spectro/simplee.html

2.2 Laser-Spektroskop

Das Laser-Spektroskop wird zunächst genauso hergestellt wie oben

beschrieben. Damit man mit dem Laserpointer nicht direkt in den

Spalt leuchten kann, muss vor diesen jedoch eine „Diffusorkammer“

gebaut werden. Diese besteht aus einer in ihrem Inneren weißen

Karton-„Box“, über deren offenes Ende ein Stück von einer alten

milchig-weißen Plastiktüte geklebt wird. Zum zusätzlichen Schutz

sollte die Öffnung noch einmal mit Karton abgeschirmt werden.

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Beobachtungsöffnung

Eintrittsspalt

CD-Sektor, auf Träger aus Karton geklebt

Diffusorkammer

Plastik

Sichtschutz

Spalt


2.3 LED-Taschenlampe

Es werden benötigt: Eine ultrahelle rote LED, 2 Mignon-Batterien (keine Akkus!),

ein kleines Stück Draht, sowie eine metallene Klemme eines Schnellhefters. Die

Anode der LED wird direkt an den Pluspol einer Batterie gelötet, die metallene

Klemme mit dem einen Ende an den Minuspol der anderen Batterie. Sie wird so

gebogen, dass ein „Taster“ entsteht. Die Kathode der LED muss möglicherweise mit

einem kurzen Stück Draht verlängert werden. Beide Batterien werden mit

Gewebeband fest aufeinander geklebt, so dass sie leitend verbunden sind.

(s. Skizze)

2.4 Farbfilter

Als Filter dienen Stücke verschiedenfarbiger Scheinwerferfolie in Diarahmen. Falls keine

Diarahmen zur Verfügung stehen, können diese auch leicht aus Karton selbst hergestellt

werden (Kopiervorlage S. 14).

Aus der Folie wird ein Stück (30 x 30mm) geschnitten und mit Tesa im Rahmen befestigt.

Zusammenfalten und kleben oder tackern.

2.5 Filterbrillen

Für die Filterbrillen wird orange Scheinwerferfolie benötigt. Die „Brillengestelle“ werden

aus Karton hergestellt (Kopiervorlage S. 13).

Aus der Scheinwerferfolie werden zwei kleine Stücke (30 x 45 mm) geschnitten und mit

Tesa auf der Brillen-Vorlage befestigt. Diese wird zusammengefaltet und verklebt oder am

Rand zusammengetackert. Dabei werden auch die beiden Bügel befestigt.

2.6 „Nummerierungs-Zeltchen“ (evidence markers)

Die Vorlagen werden auf gelbes Tonpapier (100g/m²) kopiert, ausgeschnitten und

zusammengeklebt (Kopiervorlage für erstes Hütchen S. 15).

2.7 Maßstäbe zum Fotografieren der Spuren

Maßstäbe ausschneiden. Auf der Druckvorlage befinden sich zwei Maßstäbe sowie sieben

Filter-Rahmen (Kopiervorlage S. 14).

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3. Arbeitsanweisungen und Formulare

3.1 Stationenbetrieb

Auf den folgenden Seiten sind die Arbeitsanweisungen und Laborprotokolle für den

Stationenbetrieb abgedruckt.

Die Arbeitsanweisungen sollten, wenn möglich, jeweils vier mal in Farbe gedruckt und

laminiert werden. Sie werden zentral (z.B. auf dem Lehrerpult) ausgelegt, jede Gruppe holt

sich jeweils nur die Anweisung für die Station, die sie als nächstes bearbeiten möchte.

Dabei ist die Reihenfolge einzuhalten!

Zu jeder Station gibt es ein vorgefertigtes Laborprotokoll, das die Schüler mit ihren

Ergebnissen vervollständigen.

Die Bleistift-Zeichnungen auf den Arbeitsanweisungen wurden freundlicherweise von Frau

Dr. Jana Traupel angefertigt.

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Du hast bereits im Unterricht erfahren, dass das weiße Licht der Halogenlampe in einem Tageslichtprojektor eigentlich nicht wirklich weiß ist.

� Erinnerst du dich noch, woraus das weiße Licht des Tageslichtprojektors zusammengesetzt ist?

An dieser Station steht dir ein kleines Spektroskop zur Verfügung. Mit einem Spektroskop kann man Licht in seine verschiedenen

„Spektralanteile“, also die verschiedenen Farbanteile, zerlegen.

Was eine CD mit dem einfallenden Licht macht, hast du ja vorhin schon gesehen. Durch das Spektroskop kannst du die „Erscheinungen“

allerdings etwas genauer betrachten.

1. Richte nun den Eintrittsspalt des Spektroskops auf die Halogenlampe an eurem Platz und schau durch das Beobachtungsloch!

2. Diskutiere deine Beobachtung mit deinen Mitschülern in der Gruppe!

� Woran erinnert dich das Spektrum?

Vervollständige das Laborprotokoll zu dieser Station!

Station 1: Spektrum einer Halogenlampe Spektroskopie

Richte den Eintrittsspalt des Spektroskops auf die Halogenlampe!

Wie du sicher schon gesehen hast, kann ein Computer-Display viele verschiedene Farben darstellen. Vielleicht hast du auch schon einmal

gelesen, wie das funktioniert!? An dieser Station wirst du herausfinden, wie das Licht eines Computerdisplays zusammengesetzt ist!

Richte nun den Eintrittsspalt des Spektroskops auf das Display des Computers an eurem Platz und schau durch das Beobachtungsloch!

� Diskutiere deine Beobachtung mit deinen Mitschülern in der Gruppe!

� Kannst du Gemeinsamkeiten / Unterschiede zum Spektrum der Halogenlampe entdecken?


Station 2: Spektrum eines Computer-Displays Spektroskopie

Richte das Spektroskop auf den Laptop-Bildschirm

Das Licht eines roten Laserpointers ist in aller Regel als roter Punkt an einer Wand zu sehen. Doch wie rot ist eigentlich dieses Rot? An dieser

Station lernst du das Spektrum eines Laserpointers kennen!

Hier steht dir ein spezielles Spektroskop zur Verfügung, das etwas anders aufgebaut ist, als das Spektroskop für die anderen Stationen: Der

Eintrittsspalt ist durch eine kleine „Kammer“ verdeckt. Diese verhindert, dass du mit dem Laserpointer direkt in den Spalt hineinleuchten

kannst. Das kann nämlich sehr gefährlich für deine Augen sein!

1. Richte nun den Laserpointer in den „Lichtschacht“ und aktiviere ihn durch Knopfdruck!

Achte darauf, dass der Laserpointer genau in die Öffnung des Lichtschachts zeigt (Skizze)!

Am Besten leuchtet einer von euch mit dem Laserpointer in den Lichtschacht, während

die anderen durch das Beobachtungsloch das Spektrum betrachten!

2. Sieh dir zum Vergleich das Spektrum der roten LED an! Auch die LED-Lampe darf nur

in den Lichtschacht gerichtet werden!

ACHTUNG: SPIELE NICHT MIT DEN LICHTQUELLEN!

RICHTE SIE NUR IN DEN LICHTSCHACHT!!!


� Kannst du Gemeinsamkeiten / Unterschiede zu den bisherigen Spektren entdecken?


Station 3: Spektrum eines roten Laserpointers Spektroskopie

Richte den Laserpointer in den Lichtschacht

Vielleicht warst du schon einmal auf einem Live-Konzert, bei dem die Bühne bunt beleuchtet war. Hast du dich schon mal gefragt, wie dieses

bunte Licht zustande kommt? An dieser Station erfährst du die Antwort!

1. Nimm die Taschenlampe und beleuchte die Stifte in deinem Mäppchen damit. Halte nun einen der Farbfilter in den Lichtweg.

Was fällt dir auf? Wiederhole diesen Versuch mit mehreren Filtern!

2. Setze nun eine der Filterbrillen auf. Beleuchte wieder die Stifte in deinem Mäppchen mit der Taschenlampe, zunächst ohne, dann mit

verschiedenfarbigen Filtern. Notiere auch hier deine Beobachtungen!

3. Richte die Taschenlampe nun auf den Eintrittsspalt des Spektroskops und schalte sie ein! Betrachte das Spektrum.

Bringe dann verschiedene Farbfilter in den Lichtweg und beobachte die Veränderung!


Station 4: „Licht färben“ mit Filtern Spektroskopie

Taschenlampe mit blauem Filter

Coole Brille, oder?

Am Anfang der Stunde hast du gesehen, dass es Farben gibt, die zu leuchten beginnen, wenn man sie mit ultraviolettem Licht (Schwarzlicht)

beleuchtet. Du kennst aus dem Alltag auch solche Farben. Man bezeichnet solche Stifte sogar manchmal als „Leuchtmarker“. An dieser Station

wirst du sehen, dass die Farben von Textmarkern tatsächlich „leuchten“ können!

1. Fertige mit verschiedenfarbigen Textmarkern Schriftproben auf weißem Papier an!

2. Schalte die UV-Lampe ein, indem du den Schiebeschalter in die Position „TUBE“ bringst.



Station 1: Fluoreszenz von Textmarker-Farbe Fluoreszenz

Schöne bunte Textmarker...

Rote Tinte ist rot, sonst würden die Lehrer ja nicht damit schreiben, ganz klar. Ganz klar? Hmm, wir werden sehen...

Die hier verwendete Tinte hinterlässt rote Flecken auf Haut und Kleidung, die nicht so leicht zu beseitigen sind. Ziehe deshalb ein Paar der

bereit liegenden Schutzhandschuhe an und achte darauf, dass deine Kleidung nicht mit der Tinte in Berührung kommt!

Führe nun folgenden Versuch durch:

1. Fülle das Becherglas zu drei Vierteln mit Wasser.

2. Nimm mit der Pipette im Deckel des Fläschchens etwas

rote Tinte auf und träufle sie in das Wasser im Becherglas.

3. Schalte die UV-Lampe ein, indem du den Schiebeschalter

in die Position „TUBE“ bringst.

4. Schütte den Inhalt des Becherglases in den Ausguss,

wenn du mit der Versuchsdurchführung fertig bist!

� Setze nun die orange Filterbrille auf und führe den Versuch erneut durch. Was fällt dir auf?


1. Schritt

3. Schritt

Station 2: Fluoreszenz von roter Tinte Fluoreszenz

4. Schritt

2. Schritt

Wusstest du schon, dass Kastanienbäume nicht nur schön, sondern auch „gesund“ sind? Unter der Rinde verbirgt sich nämlich der Wirkstoff

Aesculin. Dieser Wirkstoff wird beispielsweise bei Medikamenten gegen Krampfadern eingesetzt. Für die Physik ist eine andere Eigenschaft des

Aesculin interessant. Diese Eigenschaft wirst du an dieser Station kennen lernen!

Führe dazu folgenden Versuch durch:

1. Fülle das Becherglas zu drei Vierteln mit Wasser.

2. Schneide mit dem Taschenmesser ein kleines Stück

Rinde von dem Kastanienzweig und gib es in das

Wasser im Becherglas.

3. Schalte die kleine UV-Lampe ein, indem du den

Schiebeschalter in die Position „TUBE“ bringst.

4. Nimm das Rindenstückchen wieder aus dem Becherglas

und schütte den restlichen Inhalt in den Ausguss,

wenn du mit der Versuchsdurchführung fertig bist!


Station 3: Fluoreszenz von Aesculin Fluoreszenz

1. Schritt

3. Schritt

4. Schritt

2. Schritt

Du hast sicher schon einmal etwas von „Blüten“ gehört. Hier sind nicht die Blüten von Blumen oder Bäumen gemeint, sondern falsche

Geldscheine. Das Papier, auf dem unsere Geldscheine gedruckt sind, aber auch viele Ausweise (z.B. dein Kinderreisepass oder der EU-

Führerschein) enthalten Sicherheitsmerkmale, die mit bloßem Auge nicht zu sehen sind. Diese Sicherheitsmerkmale sollen Geldfälschern das

Handwerk schwer machen. An dieser Station erfährst du, was es auf einem Geldschein bzw. deinem Kinderreisepass alles zu entdecken gibt!

1. Nimm einen Geldschein und beleuchte ihn mit der bereit liegenden UV-Lampe.

� Was kannst du beobachten?

� Diskutiere mit deinen Mitschülern in der Gruppe, welche „Sicherheitsmerkmale“ du auf dem Geldschein findest!

2. Hast du deinen Kinderreisepass dabei? Schau dir auch diesen Ausweis unter UV-Licht an.

� Was stellst du fest?


Station 4: Sicherheitsmerkmale auf Geldscheinen und Ausweisen Fluoreszenz

Na, die hast du sicher schon mal gesehen...

Der neue Kinderreisepass

Und den kennst du vielleicht von Eltern/Geschwistern

1. Station: Spektrum einer Halogenlampe

Woraus ist das Licht eines Tageslichtprojektors zusammengesetzt?

Skizziere hier das Spektrum der Halogenlampe:

Woran erinnert dich dieses Spektrum?

Ein Spektrum wie das der Halogenlampe nennt man auch

„Kontinuierliches Spektrum“!

2. Station: Spektrum eines Computer-Displays

Skizziere hier das Spektrum des Computer-Displays:

Notiere die Gemeinsamkeiten bzw. Unterschiede im Vergleich zum Spektrum der Halogenlampe!

Ein Spektrum wie das des Computer-Displays nennt man auch

„Linienspektrum“!

Laborprotokoll Spektroskopie

3. Station: Spektrum eines roten Laserpointers

Skizziere hier das Spektrum des Laserpointers:

Skizziere hier das Spektrum der roten LED:

Notiere die Gemeinsamkeiten bzw. Unterschiede der Spektren, die du bisher betrachtet hast!

4. Station: „Licht färben“ mit Filtern

Wie verändert sich das Licht der Taschenlampe nach Einbringen der Filter in den Lichtweg?

Wie sieht dein Mäppchen durch die Filterbrille aus? Was ändert sich bei Beleuchtung mit

verschiedenfarbigem Licht?

Wie verändert sich das Spektrum der Taschenlampe nach Einbringen der Filter in den Lichtweg?

Laborprotokoll Spektroskopie

1. Station: Fluoreszenz von Textmarker-Farben

Was fällt dir auf, wenn du deine Schriftprobe statt mit dem Licht der Halogenlampe mit dem

der UV-Lampe beleuchtest?

Bei welcher Farbe kannst du dies am deutlichsten bzw. am wenigsten beobachten?

2. Station: Fluoreszenz von roter Tinte

Was kannst du beobachten, wenn du das Becherglas mit der UV-Lampe beleuchtest?

Was ist der Unterschied zur Tinte unter „normaler“ Beleuchtung?

Beschreibe der Reihe nach, was du siehst, wenn du die Filterbrille aufsetzt und den Versuch

erneut durchführst!

Worin besteht der Unterschied zur ersten Durchführung des Versuchs?

Laborprotokoll Fluoreszenz

3. Station: Fluoreszenz von Aesculin

Was kannst du im Becherglas beobachten, wenn du die Rinde in das Becherglas gegeben hast,

die UV-Lampe aber noch ausgeschaltet ist?

Was siehst du, wenn du die UV-Lampe einschaltest?

4. Station: Sicherheitsmerkmale auf Geldscheinen und Ausweisen

Skizziere in dem Bild des Geldscheins die Sicherheitsmerkmale, die du unter UV-Licht findest!

Markiere auch in dem Bild des Kinderreisepasses die gefundenen Sicherheitsmerkmale!

Laborprotokoll Fluoreszenz

Der neue Kinderreisepass

Echt oder Blüte?


3.2 Spurensuche im Schulhaus

Auf den folgenden Seiten sind die Arbeitsanweisungen und Laborprotokolle für die

Spurensuche im Schulhaus abgedruckt.

Die Arbeitsanweisungen sollten, wenn möglich in Farbe gedruckt und laminiert werden. Sie

werden zentral (z.B. auf dem Lehrerpult) ausgelegt, jede Gruppe holt sich jeweils eine

Anweisung.

Zu jeder Aktivität gibt es ein vorgefertigtes Laborprotokoll, das die Schüler mit ihren

Ergebnissen vervollständigen.

- 30 -

In einem kriminaltechnischen Labor werden Beweisstücke untersucht, die an einem Tatort

gefunden wurden. Dabei werden unter anderem Forensische Lichtquellen (z.B. UV-Lampen)

verwendet, um fluoreszierende Spuren sichtbar zu machen.

Es stehen dir verschiedene „Beweisstücke“ (Spurenträger) zur Verfügung.

� Untersuche diese Spurenträger mit Hilfe einer UV-Lampe auf fluoreszierende Spuren!

Um die Spuren besser zu erkennen, kannst du eine orangefarbene Filterbrille aufsetzen!

Ein solches „Beweisstück“ kann unter UV-Licht beispielsweise so aussehen:

� Fülle für jeden Spurenträger eines der bereitliegenden Formulare aus:

- Fertige eine beschriftete Skizze des „Beweisstücks“ an!

- Versuche, die einzelnen Spuren zu identifizieren! Begründe jeweils deine Vermutung!

An den Stationen zur Fluoreszenz hast du einige fluoreszierende Stoffe kennen gelernt. Dieses

Wissen hilft dir bei der Identifizierung der Spuren! Evtl. findest du auch Hinweise auf den

Spurenträgern!

(Blut fluoresziert übrigens nicht...)

� Ein Mitglied der Fotografen-Gruppe wird sich in Kürze dazugesellen und deine Ergebnisse

fotografisch festhalten! Überlege dir, was alles fotografiert werden soll!

� Wenn du mit der Untersuchung der Spurenträger fertig bist, überlege dir, wie du deiner

Klasse am besten deine Ergebnisse präsentierst!

� Erstelle dazu ein Poster mit Skizzen, Fotos, etc.! Schildere auch deine Vorgehensweise!

Analyse von Spurenträgern im Labor

Abb. 1: Spuren unter UV-Licht ohne... Abb 2: ...und mit einem orangefarbenenFilter fotografiert

Wie du im Film und an den Stationen zur Fluoreszenz gesehen hast, gibt es eine Vielzahl von

möglichen Spuren, die fluoreszieren können. Das können Körperflüssigkeiten sein, verschiedene

Lebensmittel, bestimmte Farben oder Ähnliches.

� Überlege dir, wo du im Schulhaus solche Spuren finden könntest!

Notiere deine Ideen und präsentiere sie deinem Lehrer!

� Gehe mit deiner Gruppe zu einem dieser Orte und untersuche ihn mit Hilfe einer UV-Lampe!

� Bist du fündig geworden, markiere die Spuren mit den gelben Markierungshütchen:

� Fertige eine Skizze des „Tatortes“ an, in der du die gefundenen Spuren einzeichnest!

� Fülle eines der „Tatort-Protokolle“ aus!

� Ein Mitglied der Fotografen-Gruppe wird sich in Kürze dazu gesellen und die „Tatort-

fotografie“ übernehmen! Überlege dir, was alles fotografiert werden soll!

� Überlege dir, wie du deine Ergebnisse am besten deinen Mitsschülern präsentierst!


Spurensuche im Schulhaus

Abb. 1: Markierung der Spuren am Tatort

In Deutschland ist es die Aufgabe der Beamten von der Spurensicherung, einen Tatort auf

Spuren und Beweisstücken zu untersuchen. Bei dieser Untersuchung kommen auch sogenannte

Forensische Lichtquellen (z.B. UV-Lampen) zum Einsatz.

� Dein Lehrer führt dich und deine Gruppe zu einem präparierten „Tatort“ in der Schule.

� Untersuche diesen „Tatort“ mit Hilfe einer UV-Lampe auf fluoreszierende Spuren!

� Bist du fündig geworden, markiere die Spuren mit den gelben Markierungshütchen:

� Fertige eine Skizze des „Tatortes“ an, in der du die gefundenen Spuren einzeichnest!

� Fülle eines der „Tatort-Protokolle“ aus!

� Ein Mitglied der Fotografen-Gruppe wird sich in Kürze dazu gesellen und die „Tatort-

fotografie“ übernehmen! Überlege dir, was alles fotografiert werden soll!

� Überlege dir, wie du deine Ergebnisse am besten deinen Mitsschülern präsentierst!


Spurensuche am Tatort

Abb. 1: Markierung der Spuren am Tatort

Die Fotografie ist ein wesentlicher Bestandteil der Dokumentation einer Ermittlung. Am Tatort

angefertigte Fotos dienen einerseits der weiteren Analyse im Labor, wenn der Tatort schon

längst wieder freigegeben ist. Andererseits kann mit Hilfe der Fotos ein Fall vor Gericht sehr

anschaulich vorgestellt werden.

Die Spuren, die du in diesem Projekt fotografierst, sind unter „weißem“ (Blitz-)Licht nicht oder

nur sehr schwer zu erkennen. Sie werden mit UV-Licht zum Fluoreszieren gebracht und damit

sichtbar gemacht. Damit die fluoreszierenden Spuren beobachtet und fotografiert werden

können, muss der Raum abgedunkelt sein, ein Blitz würde das Foto unbrauchbar machen.

� Um ein brauchbares Foto zu erhalten, musst du also zunächst das eingebaute Blitzgerät

deiner Digitalkamera deaktivieren!

Dadurch verlängert sich die Belichtungszeit, das Foto kann „verwackelt“ aussehen.

� Verwende deshalb ein Stativ zum Fotografieren!

� Fotografiere zum Test deine Mitschüler im abgedunkelten Übungssaal!

Du wirst nun mit deiner Kamera einer der übrigen Gruppen zugeteilt. Die Mitglieder dieser

Gruppe erklären dir, was du fotografieren sollst!

Zur Analyse der Fotos ist es notwendig, neben jedes Beweisstück einen Maßstab zu legen, bevor

es fotografiert wird!

� Um die fluoreszierenden Spuren deutlich vom Hintergrund abzuheben, steht dir ein orange-

farbener Filter zur Verfügung, den du beim Fotografieren vor das Objektiv halten solltest:

Tatort-Fotografie

Abb. 1: Markierte Beweisstücke am Tatort Abb. 2: Einzelfoto mit Maßstab

Abb. 3: Spuren unter UV-Licht ohne... Abb 4: ...und mit einemorangefarbenen Filter fotografiert

Namen der Ermittler:_________________________________________

Beschreibung des Tatorts:

Beschreibung der gefundenen Spuren (Fundort in der Tatortskizze markieren!):

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

Worum könnte es sich bei den Spuren jeweils handeln?

1. 6.

2. 7.

3. 8.

4. 9.

5. 10.

Tatort-Protokoll

Ort: ___________________ Zeichnung angefertigt von: _____________________

Tatortskizze

Nummer des Spurenträgers: ____________

Fertige hier eine Skizze des Spurenträgers an, in der du die gefundenen Spuren nummerierst!

Versuche, die Spuren zu identifizieren: Worum könnte es sich dabei jeweils handeln?

� Begründe deine Vermutung!

Nummer des Spurenträgers: ____________

Fertige hier eine Skizze des Spurenträgers an, in der du die gefundenen Spuren nummerierst!

Versuche, die Spuren zu identifizieren: Worum könnte es sich dabei jeweils handeln?

� Begründe deine Vermutung!

Laborprotokoll Kriminallabor Laborprotokoll Kriminallabor

Auf Spurensuche mit Kommissar Licht - LMU München · Farben, Licht und Kriminalistik: Auf...

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