Einführung in die Holografie

  • Astronomie / Physik
  • Sekundarstufe II
  • etwa 6 Unterrichtsstunden, dazu Arbeitszeit für Filmentwicklung
  • Experiment, Projekt
  • 1 Arbeitsmaterial

Die Schülerinnen und Schüler erstellen ein einfaches Verlaufsgitter, eine holografische Linse und ein „echtes“ Hologramm. Entsprechende Aufgaben regen sie dazu an, die Experimente zu verstehen und ihre Ergebnisse vorherzusagen. Auch ein Simulationsprogramm zur Überlagerung von Elementarwellen kommt zum Einsatz.

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Holografie hat den Ruf, schwer verständlich und experimentell sehr aufwändig, also in der Schule nicht realisierbar zu sein. Beides ist falsch, solange man sich mit wenig spektakulären Ergebnissen zufrieden gibt. Der hier aufgezeigte Weg zur experimentellen Einführung in die Holografie ist leicht zu gehen und auch leicht zu verstehen. Zur Herstellung der Beugungsobjekte wird ein einfacher und in allen drei Schritten fast identischer experimenteller Aufbau benutzt, den Schülerinnen und Schüler nach entsprechender Einweisung leicht beherrschen. Die vorgeschlagenen Aufgaben sollten möglichst vor den Experimenten bearbeitet werden, denn sie dienen dazu, deren Ergebnisse vorherzusagen. Schließlich kommt ein Simulationsprogramm (Turbo Pascal) zum Einsatz, mit dessen Hilfe Zusammenhänge und Fertigkeiten, die die Schülerinnen und Schüler bereits gelernt haben, vertieft werden können: es demonstriert den Übergang vom gewohnten Strichgitter zum Hologramm.

Didaktisch-methodischer Kommentar

Das "Kleine Holografie-Praktikum" entstand im Rahmen der Mitarbeit des Autors am BLK-Programm SINUS in Schleswig-Holstein und ist Bestandteil der daraus hervorgegangenen Aufgabensammlung der Website sinus.lernnetz.de. Es versucht, Anliegen des SINUS-Programms - hier: Modul 1 "Weiterentwicklung der Aufgabenkultur" (ausführliche Infos auf der SINUS-Transfer-Homepage) - mit einem experimentell orientierten Unterrichtsgang zu verbinden.

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Vermittelte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • einfache Hologramme selber herstellen.
  • verstehen, dass Hologramme spezielle Beugungsgitter sind.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaEinführung in die Holografie
AutorBernd Huhn
FachPhysik
ZielgruppePhysikkurse mit dem Thema Wellenoptik; auch Gruppen besonders leistungsfähiger Schülerinnen und Schüler, die eigenständig arbeiten können
Zeitraumetwa 6 Unterrichtsstunden, dazu Arbeitszeit für Filmentwicklung
Technische VoraussetzungSchwarzweiß-Kleinbildfilm und Entwickler, Spiegelreflexkameragehäuse, schulübliche He-Ne-Laser mit und ohne Aufweitungsoptik, Polarisationsfilter, Glasprismen, optische Bank mit Reitern, Stativmaterial, Mikroskop, eine blanke Stahlkugel, eine nicht allzu blanke Münze (oder ein ähnlicher Gegenstand), Turbo Pascal (Infos dazu bei Wikipedia); PowerPoint oder PowerPoint-Viewer (kostenloser Download bei microsoft.com)

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