Arbeitsblätter für Physik: Beugung
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Die SuS lernen das Wellen- und Teilchenbild des Lichts kennen und bearbeiten Aufgaben zur Zwei-Strahl-Interferenz. Außerdem verstehen die Lernenden das Funktionsprinzip eines Michelson- und Mach-Zehnder-Interferometer, indem sie einen Text lesen und Fragen beantworten. Zuletzt beobachten die SuS das Ergebnis des Knaller-Tests.
Sichtbar wird das Wasserstoffatom durch die Spektrallinien der Balmerserie. Ihre Schüler werten reale oder computergenerierte Wasserstoffspektren aus. Sie erkennen, dass Balmers rein empirisch gefundene Formel mit der von Bohr theoretisch hergeleiteten übereinstimmt. Zur Abiturvorbereitung in Optik hervorragend geeignet!
Die Welt des Mikrokosmos ist geheimnisvoll. Die Gesetzmäßigkeiten, die wir aus unserer alltäglichen Erfahrung ableiten, verlieren hier ihre Gültigkeit und müssen durch die entsprechenden Gleichungen der Quantenphysik ersetzt werden. Dies birgt so manche Überraschung! In Zusammenhang mit Interferenzphänomenen wird Licht als Welle betrachtet. Aber diese Theorie hat ihre Grenzen. So lassen sich die Phänomene beim Fotoeffekt nur mit dem Teilchencharakter der Lichtquanten erklären. Verdeutlichen Sie den Lernenden dieses Dilemma. Führen Sie Ihre Schüler dann schrittweise an das anspruchsvolle Thema Quantenphysik heran. Bringen Sie Ihren Schülern den Begriff der Aufenthaltswahrscheinlichkeit so weit nahe, dass sie ihn beim Quantenfußball spielerisch auf die Position des Balls anwenden können.
Materiewellen gehören zu den faszinierendsten Phänomenen der modernen Physik. Dieser Beitrag thematisiert verschiedene Experimente, welche die Hypothese des theoretischen Physikers Louis de Broglie eindrucksvoll bestätigen. Neben dem Doppelspaltversuch von Jönsson, der inzwischen Eingang in die Oberstufen-Lehrpläne gefunden hat, werden weniger bekannte, aber hochinteressante Beugungsversuche mit langsamen Neutronen vorgestellt. Somit ergeben sich für den Unterricht im Grund- und Leistungskurs vielfältige Möglichkeiten, das Thema kontextorientiert und differenziert zu bearbeiten.
Viele Eigenschaften des Lichts lassen sich mit dem Wellenmodell erklären. Insbesondere bei der Beugung des Lichts an Hindernissen tritt der Wellencharakter deutlich in Erscheinung. Die Beugung spielt nicht nur bei Licht, sondern auch in anderen Bereichen (z. B. Akustik, Quantenphysik) eine große Rolle. Ihre Schülerinnen und Schüler sollten daher unbedingt das Phänomen der Beugung kennenlernen.
Das Fresnel-Huygens´sche Prinzip; Beugung am Einzelspalt; Beugung am Doppelspalt; Beugung am Gitter; Übungsaufgaben zur Beugung am Spalt; Übungsaufgaben zur Beugung am Doppelspalt; Übungsaufgaben zur Beugung am Gitter; Vermischte Aufgaben
Röntgenstrahlung entsteht, wenn Elektronen von sehr hoher Geschwindigkeit in möglichst kurzer Zeit abgebremst werden. So hat sie auch Röntgen Ende 1895 erzeugt: In einer evakuierten Röhre trafen Kathodenstrahlen auf ein Platinfenster und wurden dort abgebremst, Hochspannung hatte sie zuvor stark beschleunigt. Vom Brennfleck ging eine „neue Art von Strahlung“ aus, die diverse undurchsichtige Materialien ohne erkennbare Schwächung durchdrang, spezielle Fluoreszenzstoffe zu hellem Leuchten anregte und Fotoplatten, auch eingewickelte, schwärzte.
Wir kennen sie alle, die schillernden Ölflecke z. B. auf einer Pfütze oder die schönen Farben der Seifenblase, die aussehen, als würde sie mit dem Wasser über ihre Oberfläche laufen. Diese und viele weitere faszinierende Phänomene basieren auf der Interferenz von Lichtwellen. Dieser Artikel nimmt entsprechende Phänomene unter die Lupe und stellt eine Reihe geeigneter Versuche vor.
Dieser Artikel schlägt eine Herleitung vor, die unmittelbar an die Herleitung für das optische Gitter und damit an ein weiteres Standardthema anschließt. Auf diese Weise können den SuS eine Progression beim Argumentieren und das Arbeiten mit analogen Strukturen deutlich werden.
Die Farbentstehung aufgrund von Interferenzeffekten und Polarisation erweist sich gegenüber der Brechung als vielfältiger. Im Folgenden werden hierzu Beispiele aus Natur und Technik näher betrachtet. Die fachlichen Hinweise unterstützen die Lehrkraft bei der Planung und Durchführung des Unterrichts.
Die SuS führen einen Versuch selbstständig durch und beobachten ein zweites Demonstrationsexperiment, um über den Poisson’schen Fleck und die Cornu-Spirale zu lernen. Die Hinweise zu Material, Durchführung, Beobachtung und Deutung unterstützen die Lehrkraft bei der Planung, Durchführung und Reflexion des Unterrichts.
Kennen Sie den Poisson’schen Fleck hinter einer kreisförmigen Scheibe? Er basiert auf konstruktiver Interferenz und ist gut (subjektiv) zu beobachten. Überraschend ist jedoch: Poisson war ein erklärter Gegner der Wellentheorie – wie kann da ein Interferenzphänomen ausgerechnet seinen Name tragen? Gehen wir der Frage nach.
Das Ziel der Lerneinheit ist es, dass die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen möglichst selbstständig aus einem Absorptionsspektrum und zwei Bildern der Sonne wesentliche Eigenschaften wie die Rotationsgeschwindigkeit, die Rotationsperiode und den Sonnendurchmesser ermitteln.