Hinweise zum Unterrichtsverlauf und Materialien
Lernvoraussetzungen, Unterrichtsverlauf, Steckbrief des RCLs "Fotoeffekt" und Materialien zur Unterrichtseinheit
Lernvoraussetzungen
Wünschenswert sind folgende Lernvoraussetzungen:
- Schülerinnen und Schülern haben die Auf- und Entladung von Kondensatoren verstanden und können mit den Begriffen elektrische Arbeit und Energie sicher umgehen.
- In der Wellenoptik wurden bereits diskrete Spektren untersucht.
- Die Intensität einer elektromagnetischen Welle wurde bereits behandelt.
Themen und Unterrichtsverlauf im Überblick
- Vorbereitende Kenntnisse
- Qualitative Versuche
- Quantitative Versuche mit dem RCL "Fotoeffekt"
- Deutung der Versuchsergebnisse im Wellen- und Fotonenmodell des Lichts
- Vertiefende Aufgaben und technisch-physikalische Anwendungen
Detaillierte Unterrichtsbeschreibung
- unterrichtseinheit_fotoeffekt.pdf
Ausführliche Darstellung der Unterrichtsphasen und -inhalte sowie Hinweise zu den Arbeitsformen
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Steckbrief des RCLs "Fotoeffekt"
Versuchsaufbau
In Abb. 1 ist der Versuchsaufbau des RCLs "Fotoeffekt" dargestellt und beschriftet. Abb. 2 zeigt die Laborseite mit Webcambild und Bedienfeld.Experimentiermöglichkeiten
- Messung des Zusammenhangs zwischen Lichtintensität und kinetischer Energie der Elektronen bei konstanter Lichtfrequenz
- Messung des Zusammenhangs zwischen Wellenlänge beziehungsweise Frequenz des Lichts und kinetischer Energie der Elektronen
Mehrwert
- Der aufwändige Versuchsaufbau und Probleme mit der Versuchsdurchführung (Leckströme, alte Fotozellen, nur drei Farbfilter vorhanden) entfallen.
- Die einfache und schnelle Versuchsdurchführung lässt mehr Zeit zur physikalischen Deutung des Fotoeffekts im Wellen- und Fotonenmodell des Lichts.
Internetadresse
- Der Fotoeffekt auf dem RCL-Portal
Das RCL finden Sie auf dem RCL-Portal der Fakultät für Informatik der Universität der Bundeswehr München unter "RCLs" - "Fotoeffekt". Unter "Labor" können Sie das Experiment starten.
Materialien zur Unterrichtseinheit
Aufgaben zur Unterrichtseinheit
Die Datei "aufgaben_fotoeffekt.pdf" enthält acht umfangreiche Aufgaben. Die Aufgaben - oder auch Teilaufgaben - können von Schülerinnen und Schülern in Gruppen gelöst werden oder als Anregung für Abituraufgaben oder Inhalte von Unterrichtsstunden dienen.Download
- aufgaben_fotoeffekt.pdf
Lichtintensität, Versuchsaufbau des RCLs "Fotoeffekt", Einsteinsche Gleichung, Rechnungen im Fotonenmodell des Lichts, Anwendung des Fotoeffekts
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Material zur Erklärung des Fotoeffekts
Die Materialien der Datei "erklaerung_fotoeffekt.ppt/pdf" sollen Schülerinnen und Schüler in einem möglichst eigenständigen Lernprozess zum Fotonenmodell des Lichts führen:
- Tabelle zur Deutung der experimentellen Ergebnisse zum Fotoeffekt im Wellen- und Fotonenmodell des Lichts
- Interferenzmuster unter dem Mikroskop (Quelle: Metzler, Physik, Schroedel Verlag)
- Texte zu Plancks Strahlungsgesetz und zur Erklärung des Fotoeffekts im Fotonenmodell des Lichts (Quelle: Flachsel, 150 Physikrätsel, Klett Verlag)
Download
- erklaerung_fotoeffekt.ppt
Tabellen, Fotos und Texte - Materialien zur Erklärung des Fotoeffekts
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Materialien zur Erklärung des Fotoeffekts im PDF-Format
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- Licht als Fotonenströmung - RCL ?Fotoeffekt?
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