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

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.

Versuchsaufbau des RCLs "Fotoeffekt"
+Abb. 1: Versuchsaufbau des RCLs "Fotoeffekt"
Laborseite des RCLs "Fotoeffekt"
+ Abb. 2: Laborseite des RCLs "Fotoeffekt" (zur Vergrößerung anklicken)

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.

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.

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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)
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Autor
Avatar Sebastian Gröber

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Frei nutzbares Material
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