KURZFASSUNGEN / PdN PHYSIK in der Schule - Aulis
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HEFT 7 / 62. JAHRGANG / 2013<br />
<strong>KURZFASSUNGEN</strong> / <strong>PdN</strong> <strong>PHYSIK</strong> <strong>in</strong> <strong>der</strong> <strong>Schule</strong><br />
Qualitative „Spektroskopie“ im Alltag<br />
H. Joachim Schlicht<strong>in</strong>g<br />
Im Alltag <strong>der</strong> wissenschaftlich-technischen und natürlichen Welt treten oft<br />
Phänomene auf, bei denen es durch unterschiedliche Ursachen bed<strong>in</strong>gt zur<br />
Dispersion des Lichts kommt. In vielen Fällen s<strong>in</strong>d die Farben jedoch sehr unsche<strong>in</strong>bar<br />
o<strong>der</strong> nicht ohne Weiteres wahrnehmbar. Es werden anhand von Beispielen<br />
qualitative Methoden beschrieben, wie man sie dennoch auf e<strong>in</strong>fache<br />
Weise sichtbar machen kann.<br />
<strong>PdN</strong>-PhiS 7/62, S. 5<br />
Kontextorientierte Aufgabe (34): Das Spiegelrätsel<br />
S. Neumann<br />
Das verspiegelte Schaufenster e<strong>in</strong>es Friseursalons, an dem Frisurensticker angebracht<br />
s<strong>in</strong>d, bittet e<strong>in</strong>en Kontext zum Thema Spiegelbild. Passanten bleiben<br />
bei diesem Schaufenster stehen und wun<strong>der</strong>n sich darüber, dass es ihnen<br />
nicht gel<strong>in</strong>gt, durch Vergrößerung des Abstands zwischen ihnen und dem<br />
Spiegel die Größe ihres Spiegelbilds an die Frisuren anzupassen. E<strong>in</strong>e Analyse<br />
dieser Situation mit Hilfe verschiedener Aufgaben hilft dabei, dieses Phänomen<br />
zu untersuchen.<br />
<strong>PdN</strong>-PhiS 7/62, S. 30<br />
Die wun<strong>der</strong>bare Welt <strong>der</strong> Seifenblasen – Spektroskopie von Lamellenfarben<br />
J. Lichtenberger<br />
Die schillernden Farben von Seifenblasen gehören für viele Schüler<strong>in</strong>nen und<br />
Schüler zu den ansprechendsten Themen <strong>der</strong> Oberstufenphysik. Die Erklärung<br />
vertieft das am Doppelspalt entwickelte Interferenzpr<strong>in</strong>zip. Sehr anschaulich<br />
wird die Erklärung bei H<strong>in</strong>zuziehung von Spektren des reflektierten<br />
Lichts, entwe<strong>der</strong> mit e<strong>in</strong>em USB- Spektrometer o<strong>der</strong> e<strong>in</strong>em Geradsichtprisma.<br />
Damit wird <strong>der</strong> Wechsel von destruktiver und konstruktiver Interferenz<br />
– je nach Lamellendicke und Wellenlänge – sichtbar und <strong>in</strong>terpretierbar.<br />
Beson<strong>der</strong>s <strong>in</strong>teressant ist dabei, dass das zur Deutung h<strong>in</strong>zugezogene Diagramm<br />
sich quasi im bunten Licht <strong>der</strong> Seifenlamelle „verbirgt“ und sich erst<br />
mithilfe e<strong>in</strong>es Geradsichtprismas entfaltet.<br />
<strong>PdN</strong>-PhiS 7/62, S. 10<br />
Moment mal … (4): Wie funktioniert die Solarzelle?<br />
Th. Bauer u. Th. Wilhelm<br />
Erklärungen zur Solarzelle vermitteln häufig den falschen E<strong>in</strong>druck, nur <strong>in</strong><br />
<strong>der</strong> Raumladungszone würden Photonen Elektronen-Loch-Paare erzeugen<br />
und <strong>der</strong>en Trennung <strong>in</strong> <strong>der</strong> Raumladungszone sei die alle<strong>in</strong>ige Ursache <strong>der</strong><br />
Stromerzeugung <strong>der</strong> Solarzelle. Tatsächlich entstehen aber überall im Halbleiter<br />
Elektronen-Loch-Paare und <strong>der</strong> Strom aus <strong>der</strong> Raumladungszone macht<br />
nur e<strong>in</strong>en sehr ger<strong>in</strong>gen Anteil des Photostromes aus. In dem Beitrag wird<br />
die Funktion <strong>der</strong> Solarzelle über Elektronendrift und Diffusion erklärt, e<strong>in</strong><br />
mögliches Vorgehen im Unter-richt dargestellt und auf e<strong>in</strong> passendes Applet<br />
verwiesen.<br />
<strong>PdN</strong>-PhiS 7/62, S. 32<br />
Spektren von Leuchtstofflampen – E<strong>in</strong>e Unterrichtssequenz zur Bewertung<br />
von Leuchtstoffen am Beispiel „Leuchtstofflampen“<br />
F. Pundsack, R. Stutzenste<strong>in</strong> u. M. Frenzel<br />
Bekanntlich wird giftiger Quecksilberdampf als Gas<strong>in</strong>halt von Leuchtstofflampen<br />
genutzt. Warum eigentlich? In diesem Artikel wird e<strong>in</strong>e Unterrichtssequenz<br />
vorgestellt, <strong>in</strong> <strong>der</strong> e<strong>in</strong>e Antwort auf diese Frage anhand von Demonstrations-<br />
und Schülerexperimenten erarbeitet wird. Dabei werden zentrale<br />
Vorgänge zur Lichtentstehung <strong>in</strong> Leuchtstofflampen behandelt, welche<br />
anschließend zur Bewertung von Leuchtstoffen herangezogen werden. Im<br />
Fokus stehen dabei die Spektren e<strong>in</strong>er Leuchtstofflampe und e<strong>in</strong>er Des<strong>in</strong>fektionslampe<br />
(Quecksilberdampflampe), aufgenommen mit e<strong>in</strong>em digitalen<br />
Kompaktspektrometer.<br />
<strong>PdN</strong>-PhiS 7/62, S. 16<br />
Elektromobilität<br />
V. Bosch u. V. Hartmann<br />
Dieser Artikel stellt e<strong>in</strong>e Versuchsreihe zum Thema Elektromobilität vor. Zentrales<br />
Element dieser Experimente ist e<strong>in</strong> fernsteuerbares Modellauto mit<br />
elektrischem Antrieb und e<strong>in</strong>em hochkapazitiven Doppelschichtkondensator<br />
als Energiespeicher. Schüler<strong>in</strong>nen und Schüler erfahren anhand dieses<br />
Autos, dass verschiedene Fahrmanöver, wie das Überqueren von Bergen o<strong>der</strong><br />
häufige Beschleunigungsvorgänge E<strong>in</strong>fluss auf den Energiebedarf und damit<br />
auch auf die Reichweite e<strong>in</strong>es Fahrzeugs haben, <strong>in</strong>dem vor Beg<strong>in</strong>n und nach<br />
Abschluss e<strong>in</strong>es jeden Fahrmanövers <strong>der</strong> Energiegehalt des Kondensators<br />
über dessen Klemmenspannung ermittelt wird. In e<strong>in</strong>em weiteren Experiment<br />
wird demonstriert, dass Zusatzverbraucher, wie Heizung und Beleuchtung<br />
ebenfalls elektrische Energie benötigen und somit die Reichweite des<br />
Fahrzeugs negativ bee<strong>in</strong>flussen.<br />
<strong>PdN</strong>-PhiS 7/62, S. 35<br />
Spektroskopie im ultravioletten Licht<br />
J.-P. Meyn<br />
Am Beispiel <strong>der</strong> Quecksilber-Spektrallampe werden Möglichkeiten <strong>der</strong> Spektroskopie<br />
im ultravioletten Spektralbereich von 200 nm bis 400 nm aufgezeigt.<br />
Je nach vorhandener Ausstattung kann man den UV-Bereich mit wenigen zusätzlichen<br />
optischen Komponenten erschließen. Deren Vorteile können auch<br />
im sichtbaren Spektralbereich genutzt werden.<br />
<strong>PdN</strong>-PhiS 7/62, S. 22<br />
Fraunhoferl<strong>in</strong>ien im Freihandversuch<br />
B. Huhn<br />
Sternchenaufgaben im Optikunterricht<br />
C. Hely u. A. Pysik<br />
Bei den Sternchenaufgaben im Optikunterricht geht es um e<strong>in</strong> Angebot an<br />
Aufgaben für das Festigen und Vertiefen mit unterschiedlichen Anfor<strong>der</strong>ungsgraden,<br />
welche für die Schüler<strong>in</strong>nen und Schülern jeweils durch die<br />
Anzahl angegebener Sterne erkennbar ist. Über Quellen und Vorgehensweisen<br />
für das Zusammenstellen solcher Aufgabenangebote wie auch über e<strong>in</strong><br />
Modell zur E<strong>in</strong>schätzung von Anfor<strong>der</strong>ungsgraden wird bei <strong>der</strong> Vorstellung<br />
des Differenzierungs<strong>in</strong>strumentes „Sternchenaufgaben“ berichtet.<br />
<strong>PdN</strong>-PhiS 7/62, S. 41<br />
Mit wenigen Hilfsmitteln kann man die Fraunhoferl<strong>in</strong>ien im Sonnenlicht erkennen.<br />
Als Lichtquelle dient <strong>der</strong> Reflex <strong>der</strong> Sonne auf e<strong>in</strong>er Stricknadel, die<br />
spektrale Zerlegung gel<strong>in</strong>gt <strong>in</strong> h<strong>in</strong>reichen<strong>der</strong> Auflösung mit e<strong>in</strong>em CD-Rohl<strong>in</strong>g.<br />
<strong>PdN</strong>-PhiS 7/62, S. 28
HEFT 7 / 62. JAHRGANG / 2013<br />
<strong>KURZFASSUNGEN</strong> / <strong>PdN</strong> <strong>PHYSIK</strong> <strong>in</strong> <strong>der</strong> <strong>Schule</strong><br />
Akustik fächerübergreifend – E<strong>in</strong> Kartenspiel zum Selbermachen<br />
H. Rössel<br />
Mit dem Spiel kann man e<strong>in</strong>e im Rahmen <strong>der</strong> SI-Mechanik behandelte fächerübergreifende<br />
Unterrichtsreihe zur Akustik abschließen. Das Spiel besteht<br />
aus 44 Frage-/Antwortkarten, die die Schüler vor Spielbeg<strong>in</strong>n ausschneiden<br />
o<strong>der</strong> <strong>der</strong> Lehrer zum mehrmaligen Gebrauch vorbereitet. Man benötigt<br />
ca. 5 Spiele pro Klasse, gespielt wird <strong>in</strong> Gruppen zu 4 bis 5 Schülern.<br />
<strong>PdN</strong>-PhiS 7/62, S. 46<br />
Zur Kompensation des Gewichtes beim Fliegen<br />
Ch. Rühenbeck<br />
Zur Kompensation des Gewichtes beim Fliegen ist e<strong>in</strong> von <strong>der</strong> Erdoberfläche<br />
<strong>in</strong> das Flugzeug e<strong>in</strong>fließen<strong>der</strong> Impulsstrom erfor<strong>der</strong>lich, zu dessen<br />
Natur und Abfluss im vorliegenden Beitrag e<strong>in</strong>e Angabe gemacht wird. Es<br />
erweist sich als unnötig, zum Abfließen dieses Impulsstromes e<strong>in</strong>e Abwärtslenkung<br />
von Luftmassen durch den Flügel zu postulieren. Damit ist<br />
auch e<strong>in</strong>e alternative Erklärung zum Zustandekommen des aerodynamischen<br />
Auftriebs unnötig.<br />
<strong>PdN</strong>-PhiS 7/62, S. 48