Naturwissenschaften

Beugung am Gitter - RCL “Beugung und Interferenz II”

Veröffentlicht am 14.05.2009
  • Sekundarstufe II
  • 6-8 Stunden
  • Arbeitsmaterial, Arbeitsblatt, Thematischer Hintergrund
  • 1 Arbeitsmaterial

Schülerinnen und Schüler untersuchen eigenständig mit den vielfältigen Experimentiermöglichkeiten eines Remotely Controlled Laboratory (RCL) die Beugung am Gitter.

Didaktisch-methodischer Kommentar

Als Extremfall lässt sich die Wellenoptik in der gymnasialen Oberstufe auf die Thematisierung von Maxima/Minima des idealen Doppelspalts und Gitters mit verschwindend kleinen Spaltbreiten reduzieren. Annäherungen an diesen Extremfall sind in Grundkursen, aufgrund von Zeitmangel oder von zu wenigen Beugungsobjekten, zu beobachten. Gerade aber bei der Beugung am Gitter beziehungsweise am N-fach-Spalt (N größer/gleich 1) bietet sich bei kleinen Beugungswinkeln wegen der näherungsweise einfachen Abhängigkeiten des Beugungsmusters von mehreren anschaulichen geometrischen Größen (Wellenlänge, Spaltanzahl, Spaltbreite, Spaltabstand) ein breiterer experimenteller Zugang mit der Vielzahl an Beugungsobjekten des RCLs an.

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Vermittelte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • qualitative und quantitative Zusammenhänge zwischen Wellenlänge/Beugungsobjektgeometrie und der Intensitätsverteilung des Beugungsmusters untersuchen.
  • durch eigenständiges hypothesengeleitetes Experimentieren Interesse an der Erklärung und mathematischen Beschreibung der Beugung entwickeln.
  • die mathematische Beschreibung der Beugung am Gitter mithilfe des Zeigermodells verstehen.
  • die Modulation des Beugungsmusters mit der Intensitätsverteilung des Einzelspalts erkennen.
  • mit einem Computeralgebrasystem oder Tabellenkalkulationsprogramm experimentelle und theoretische Daten miteinander vergleichen.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaBeugung am Gitter
AutorSebastian Gröber
FachPhysik
ZielgruppeSekundarstufe II
Zeitraum6-8 Stunden
Technische VoraussetzungenComputer mit Internetanschluss in der Schule oder Zuhause, javafähiger Browser
SoftwareZur Darstellung und Auswertung von Messdaten: Tabellenkalkulationsprogramm (zum Beispiel Excel), Computeralgebrasystem (zum Beispiel Maple) oder ein spezielles Datenanalyseprogramm (zum Beispiel Origin) für die Hochschule

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