Kurzbeschreibung
Den Schüler*innen steht ein optischer Aufbau mit Lasern verschiedener Wellenlängen zur Verfügung sowie Einzel- und Mehrfachspalte, optische Gitter und Alltagsgegenstände. Kann man Rückschlüsse vom Interferenzbild auf die Spaltbreite, den Spaltabstand oder die Spaltanzahl ziehen? Messungen mit einem Licht- und einem Wegsensor können computergestützt ausgewertet werden. Alltagsnah wird es, wenn es um die Bestimmung der Haardicke oder der Untersuchung eines CCD-Chips geht. Durch Aufstellen eigener Hypothesen können die Schüler*innen die Physik selbst als theoriegeleitete, empirische Naturwissenschaft erleben. Die Schüler*innen arbeiten selbstständig in Kleingruppen.
Zielgruppe
Klassen 11 bis 13
max. 24 Schüler*innen
in 3er- oder 4er-Gruppen
Dauer
4 Stunden mit Pause
Laborführung optional
Anmeldung
Nutzen Sie dazu unser Kontaktformular.
Lernziel
Die Schüler*innen können die Beugungsbilder von Einzelspalten, Doppelspalten und diversen Gittern beschreiben und interpretieren. Anhand von Intensitätsverteilungen und Beugungsbild können sie Rückschlüsse auf die untersuchte Struktur schließen. Sie verstehen die mathematischen Zusammenhänge von Spaltbreite und Abständen zwischen den Maxima bzw. den Minima.
Vorwissen
Die Schüler*innen haben die Grundlagen und Begriffe der Wellenoptik (Interferenz und Beugung, Wellenlänge, Huygens‘sches Prinzip, Licht als elektromagnetische Welle) im Unterricht behandelt.
Anknüpfung an den aktuellen Bildungsplan
Die Schüler*innen untersuchen und beschreiben Interferenzphänomene an Einzelspalt, Doppelspalt und Gitter experimentell. Aus ihren Messwerten lösen sie mit Hilfe der Fernfeldnäherung auch Alltagsfragen. Die Versuchsreihe deckt komplett den Lehrplan zum Thema Wellenoptik ab.
Prozessbezogene Kompetenzen, wie das Beschreiben von Phänomenen sowie Aufstellen und Überprüfen von Hypothesen, werden erarbeitet. Messwerte werden teilweise digital erfasst und die Ergebnisse fachtypisch dokumentiert.