Hinweise zum Unterrichtsverlauf und Materialien

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.

• 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

Versuchsaufbau

• 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

• 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.

Aufgaben zur Unterrichtseinheit

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)