KURZFASSUNGEN / PdN PHYSIK in der Schule - Aulis

HEFT 7 / 62. JAHRGANG / 2013
KURZFASSUNGEN / PdN PHYSIK in der Schule
Qualitative „Spektroskopie“ im Alltag
H. Joachim Schlichting
Im Alltag der wissenschaftlich-technischen und natürlichen Welt treten oft
Phänomene auf, bei denen es durch unterschiedliche Ursachen bedingt zur
Dispersion des Lichts kommt. In vielen Fällen sind die Farben jedoch sehr unscheinbar
oder nicht ohne Weiteres wahrnehmbar. Es werden anhand von Beispielen
qualitative Methoden beschrieben, wie man sie dennoch auf einfache
Weise sichtbar machen kann.
PdN-PhiS 7/62, S. 5
Kontextorientierte Aufgabe (34): Das Spiegelrätsel
S. Neumann
Das verspiegelte Schaufenster eines Friseursalons, an dem Frisurensticker angebracht
sind, bittet einen Kontext zum Thema Spiegelbild. Passanten bleiben
bei diesem Schaufenster stehen und wundern sich darüber, dass es ihnen
nicht gelingt, durch Vergrößerung des Abstands zwischen ihnen und dem
Spiegel die Größe ihres Spiegelbilds an die Frisuren anzupassen. Eine Analyse
dieser Situation mit Hilfe verschiedener Aufgaben hilft dabei, dieses Phänomen
zu untersuchen.
PdN-PhiS 7/62, S. 30
Die wunderbare Welt der Seifenblasen – Spektroskopie von Lamellenfarben
J. Lichtenberger
Die schillernden Farben von Seifenblasen gehören für viele Schülerinnen und
Schüler zu den ansprechendsten Themen der Oberstufenphysik. Die Erklärung
vertieft das am Doppelspalt entwickelte Interferenzprinzip. Sehr anschaulich
wird die Erklärung bei Hinzuziehung von Spektren des reflektierten
Lichts, entweder mit einem USB- Spektrometer oder einem Geradsichtprisma.
Damit wird der Wechsel von destruktiver und konstruktiver Interferenz
– je nach Lamellendicke und Wellenlänge – sichtbar und interpretierbar.
Besonders interessant ist dabei, dass das zur Deutung hinzugezogene Diagramm
sich quasi im bunten Licht der Seifenlamelle „verbirgt“ und sich erst
mithilfe eines Geradsichtprismas entfaltet.
PdN-PhiS 7/62, S. 10
Moment mal … (4): Wie funktioniert die Solarzelle?
Th. Bauer u. Th. Wilhelm
Erklärungen zur Solarzelle vermitteln häufig den falschen Eindruck, nur in
der Raumladungszone würden Photonen Elektronen-Loch-Paare erzeugen
und deren Trennung in der Raumladungszone sei die alleinige Ursache der
Stromerzeugung der Solarzelle. Tatsächlich entstehen aber überall im Halbleiter
Elektronen-Loch-Paare und der Strom aus der Raumladungszone macht
nur einen sehr geringen Anteil des Photostromes aus. In dem Beitrag wird
die Funktion der Solarzelle über Elektronendrift und Diffusion erklärt, ein
mögliches Vorgehen im Unter-richt dargestellt und auf ein passendes Applet
verwiesen.
PdN-PhiS 7/62, S. 32
Spektren von Leuchtstofflampen – Eine Unterrichtssequenz zur Bewertung
von Leuchtstoffen am Beispiel „Leuchtstofflampen“
F. Pundsack, R. Stutzenstein u. M. Frenzel
Bekanntlich wird giftiger Quecksilberdampf als Gasinhalt von Leuchtstofflampen
genutzt. Warum eigentlich? In diesem Artikel wird eine Unterrichtssequenz
vorgestellt, in der eine Antwort auf diese Frage anhand von Demonstrations-
und Schülerexperimenten erarbeitet wird. Dabei werden zentrale
Vorgänge zur Lichtentstehung in Leuchtstofflampen behandelt, welche
anschließend zur Bewertung von Leuchtstoffen herangezogen werden. Im
Fokus stehen dabei die Spektren einer Leuchtstofflampe und einer Desinfektionslampe
(Quecksilberdampflampe), aufgenommen mit einem digitalen
Kompaktspektrometer.
PdN-PhiS 7/62, S. 16
Elektromobilität
V. Bosch u. V. Hartmann
Dieser Artikel stellt eine Versuchsreihe zum Thema Elektromobilität vor. Zentrales
Element dieser Experimente ist ein fernsteuerbares Modellauto mit
elektrischem Antrieb und einem hochkapazitiven Doppelschichtkondensator
als Energiespeicher. Schülerinnen und Schüler erfahren anhand dieses
Autos, dass verschiedene Fahrmanöver, wie das Überqueren von Bergen oder
häufige Beschleunigungsvorgänge Einfluss auf den Energiebedarf und damit
auch auf die Reichweite eines Fahrzeugs haben, indem vor Beginn und nach
Abschluss eines jeden Fahrmanövers der Energiegehalt des Kondensators
über dessen Klemmenspannung ermittelt wird. In einem weiteren Experiment
wird demonstriert, dass Zusatzverbraucher, wie Heizung und Beleuchtung
ebenfalls elektrische Energie benötigen und somit die Reichweite des
Fahrzeugs negativ beeinflussen.
PdN-PhiS 7/62, S. 35
Spektroskopie im ultravioletten Licht
J.-P. Meyn
Am Beispiel der Quecksilber-Spektrallampe werden Möglichkeiten der Spektroskopie
im ultravioletten Spektralbereich von 200 nm bis 400 nm aufgezeigt.
Je nach vorhandener Ausstattung kann man den UV-Bereich mit wenigen zusätzlichen
optischen Komponenten erschließen. Deren Vorteile können auch
im sichtbaren Spektralbereich genutzt werden.
PdN-PhiS 7/62, S. 22
Fraunhoferlinien im Freihandversuch
B. Huhn
Sternchenaufgaben im Optikunterricht
C. Hely u. A. Pysik
Bei den Sternchenaufgaben im Optikunterricht geht es um ein Angebot an
Aufgaben für das Festigen und Vertiefen mit unterschiedlichen Anforderungsgraden,
welche für die Schülerinnen und Schülern jeweils durch die
Anzahl angegebener Sterne erkennbar ist. Über Quellen und Vorgehensweisen
für das Zusammenstellen solcher Aufgabenangebote wie auch über ein
Modell zur Einschätzung von Anforderungsgraden wird bei der Vorstellung
des Differenzierungsinstrumentes „Sternchenaufgaben“ berichtet.
PdN-PhiS 7/62, S. 41
Mit wenigen Hilfsmitteln kann man die Fraunhoferlinien im Sonnenlicht erkennen.
Als Lichtquelle dient der Reflex der Sonne auf einer Stricknadel, die
spektrale Zerlegung gelingt in hinreichender Auflösung mit einem CD-Rohling.
PdN-PhiS 7/62, S. 28

HEFT 7 / 62. JAHRGANG / 2013
KURZFASSUNGEN / PdN PHYSIK in der Schule
Akustik fächerübergreifend – Ein Kartenspiel zum Selbermachen
H. Rössel
Mit dem Spiel kann man eine im Rahmen der SI-Mechanik behandelte fächerübergreifende
Unterrichtsreihe zur Akustik abschließen. Das Spiel besteht
aus 44 Frage-/Antwortkarten, die die Schüler vor Spielbeginn ausschneiden
oder der Lehrer zum mehrmaligen Gebrauch vorbereitet. Man benötigt
ca. 5 Spiele pro Klasse, gespielt wird in Gruppen zu 4 bis 5 Schülern.
PdN-PhiS 7/62, S. 46
Zur Kompensation des Gewichtes beim Fliegen
Ch. Rühenbeck
Zur Kompensation des Gewichtes beim Fliegen ist ein von der Erdoberfläche
in das Flugzeug einfließender Impulsstrom erforderlich, zu dessen
Natur und Abfluss im vorliegenden Beitrag eine Angabe gemacht wird. Es
erweist sich als unnötig, zum Abfließen dieses Impulsstromes eine Abwärtslenkung
von Luftmassen durch den Flügel zu postulieren. Damit ist
auch eine alternative Erklärung zum Zustandekommen des aerodynamischen
Auftriebs unnötig.
PdN-PhiS 7/62, S. 48