Vorgänge in einer Leuchtdiode als Umkehrung des lichtelektrischen Effekts

Physik-LK der Q3 organisiert selbstständig Experimentiertag am Grimmels

Bahnbrechende Experimente haben die Entwicklung der Physik im letzten Jahrhundert stark beeinflusst, so auch im Bereich der Quanten- und Atomphysik. Da dies zentralen Themen des Physikunterrichts der Q3 sind, hat sich der Physik-LK am Grimmels unter der Leitung von Claudia Schadt dazu entschlossen, in eigener Regie einen Experimentiertag zu diesen Themenfeldern durchzuführen.

 Die eigenständige Durchführung solcher Experimente macht es möglich, das Thema in der Q3 nicht nur theoretisch, sondern auch praktisch erfahrbar zu machen. Da das Grimmelshausen-Gymnasium über eine hervorragende Ausstattung der Physiksammlung verfügt, war es möglich, einen solchen Projekttag sogar an der eigenen Schule durchzuführen.

So trafen sich die Schülerinnen und Schüler des Kurses am 17.12. 2018, bauten die Versuche auf und führten sie anschließend mit genauer Ergebnisprotokollierung durch. Neben anderen Themen ging es vor allem um die Sichtbarmachung des Wellencharakters von Elektronen (Elektronenbeugungsröhre), um den Franck-Hertz-Versuch, der die quantenhafte Energieaufnahme von Atomen bestätigt (ähnlich wie im Billardspiel können Atome durch Stöße mit Elektronen auf ein höheres Energieniveau gebracht werden), sowie den Nachweis der immer vorhandenen natürlichen radioaktiven Strahlung mit dem Geiger-Müller Zählrohr. Außerdem stand die Aufnahme von Röntgenspektren zum Nachweis des Fotoeffekts sowie die Vorgänge in einer Leuchtdiode als Umkehrung des lichtelektrischen Effekts im Fokus der Forschungen.

Ein Besuch an der Universität Mainz am 28.1. 2019 brachte den Schülerinnen und Schülern das Thema „Quanten- und Atomphysik“ mit weiteren Experimenten näher, um sie auf das bevorstehende Abitur in diesem Bereich vorzubereiten. Unter anderem wurden Versuche zur Interferenz gemacht, z.B. mit dem Quantenradierer bzw. dem Michelson-Interferometer, mit Polarisation von Licht usw.