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Ihren Schüler*innen ist zu diesem Zeitpunkt das Einstein-Gesetz bereits bekannt. Mithilfe einer Simulation untersuchen Sie, welchen Einfluss das Kathodenmaterial auf den Fotoeffekt hat, indem sie Licht verschiedener Wellenlängen auf eine Fotozelle schicken und die Gegenspannung so einstellen, dass der Fotostrom gerade eben so unterbunden wird.
Im f->Ekin Diagramm interpretieren Ihre Lernenden die Parallelität der Geraden als Konstanz des Planck'schen Wirkungsquantums und erkennen die Austrittsarbeit bzw. Grenzfrequenz in Form des y-Achsenabschnitts und der Nullstelle der Graphen als materialabhängige Größen.
Mit einigen Übungsaufgaben festigen Ihre Schüler*innen den Umgang mit den neuen Begriffen und wenden die Einstein-Gleichung auf verschiedene Weisen an. Durch die vorbereiteten Hilfekarten kämpfen sich die Kinder weitestgehend selbstständig durch die Aufgaben.
In dieser Unterrichtsreihe zur Teilcheneigenschaft von Licht erkennen Ihre Schüler*innen zunächst beim Hallwachs-Versuch, dass die Lichtenergie unabhängig von der Amplitude ist - im Widerspruch zum Wellenmodell - und stattdessen von der Lichtfarbe (Wellenlänge/Frequenz) abhängt.Bei der Untersuchung des Fotoeffekts im Experiment und einer Simulation finden Ihre Lernenden die Einstein-Gleichung und interpretieren die Beobachtungen im Rahmen der Photonentheorie auf natürliche Weise, was dem Wellenbild versagt geblieben ist.
Klassenstufen: Q1 (11./12. Jhg.), Q2 (12./13. Jhg.)
Dieses Materialpaket kombiniert die beiden Unterrichtsreihen zu Licht als elektromagnetischer Welle und als Photonenstrom.Ihre Schüler*innen lernen die wellenartige Ausbreitung anhand der Phänomene Beugung und Interferenz beim Doppelspaltexperiment von Thomas Young kennen und vertiefen dieses Verständnis mit Experimenten am optischen Gitter.Der Hallwachsversuch zeigt die Grenzen des Wellenmodells bei der Bestrahlung einer Zinkplatte mit Licht einer Quecksilberdampflampe auf und löst das Problem mit der Einstein'schen Photonentheorie als Interpretation der Einstein-Gleichung, die sich bei der Untersuchung des Fotoeffekts mit einer Fotozelle ergibt.
Klassenstufen: Q1 (11./12. Jhg.), Q2 (12./13. Jhg.)
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