Licht als Fotonenströmung - RCL "Fotoeffekt"

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Schülerinnen und Schüler experimentieren per Fernsteuerung mit einem traditionellen Lehrerdemonstrationsexperiment zur Erarbeitung des Fotonenmodells des Lichts. Die qualitative und quantitative Untersuchung des Fotoeffekts ist aufgrund seiner historischen und physikalischen Bedeutung ein fester Bestandteil des Physikunterrichts der Sekundarstufe II.

Anbieter:

Lehrer-Online | Eduversum GmbH, Taunusstr. 52, 65183 Wiesbaden

Autor:

Sebastian Gröber

Lange Beschreibung:

In der Entwicklung der Fotonentechnologie fällt die theoretische "Grundsteinlegung" Einsteins auf den - historisch gesehen - halben Weg zwischen den ersten experimentellen Beobachtungen und dem Beginn der industriellen Fertigung von Solarzellen im späten 20. Jahrhundert. Didaktisch bedeutsam ist der Fotoeffekt, weil das Fotonenmodell des Lichts im Gegensatz zu Plancks theoretischer Beschreibung der Schwarzkörperstrahlung anhand einfacherer physikalischer Vorstellungen und mit Mathematikkenntnissen der Schule erarbeitet werden kann. Mit dem RCL "Fotoeffekt" können Schüler ein üblicherweise von der Lehrkraft durchgeführtes Demonstrationsexperiment auch zuhause in einfacher Weise durchführen. Darüber hinaus entfallen für die Lehrkraft experimentelle Probleme, wie die Beschränkung auf drei Farbfilter, der zeitaufwändige Versuchsaufbau oder unbrauchbare Messergebnisse durch Leckströme und gealterte Fotozellen. Die Zusammenhänge zwischen der Elektronenenergie und der Frequenz beziehungsweise der Intensität des Lichtes lassen sich mit dem RCL überzeugend und schnell untersuchen, so dass mehr Zeit bleibt für die Erklärung der Versuchsergebnisse im Wellen- und Fotonenmodell. Allerdings führt der Photoeffekt nicht zwingend zum Fotonenmodell des Lichts, weil keine einzelnen Fotonen nachgewiesen werden können. Weitere Information im Beitrag Quantenphysik mit einzelnen Photonen .

Bildungsebene:

Sekundarstufe II

Lizenz:

Frei nutzbares Material

Schlagwörter:

Atomphysik Licht Quantentheorie Sekundarstufe II

freie Schlagwörter:

Albert Einstein

Sprache:

Deutsch

Themenbereich:

Schule mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer Astronomie
Schule mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer Astronomie Astronomie als Naturwissenschaft
Schule mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer Physik Astronomie
Schule mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer Physik Astronomie Astrophysik, Geophysik
Schule mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer Physik Astronomie Astrophysik, Geophysik Sonnensystem Entstehung
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Geeignet für:

Lehrer