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Videoexperiment: Quantitative Untersuchung von Reflexion und Brechung des Lichts

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Videoexperiment: Quantitative Untersuchung von Reflexion und Brechung des Lichts
Eos.jpg
Kurzbeschreibung
Videoexperiment zur quantitativen Untersuchung von Reflexion und Brechung
Kategorien
Optik
Einordnung in den Lehrplan
Geeignet für: ab Klasse 7
Sonstiges
Durchführungsform Demoexperiment
Informationen
Name: Aneta Piechowicz, Maximilian Steinhäuser
Uni: Humboldt-Universität zu Berlin
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Videolink

https://tetfolio.fu-berlin.de/web/1078358

Beschreibung

Bei diesem Interaktiven Bildschirmexperiment (IBE) wird aus der Vogelperspektive ein Standardexperiment zur Reflexion am ebenen Spiegel abgebildet: Links im Bild befindet sich eine schwarze Box, aus der ein roter Laserstrahl nach rechts austritt. Dieser Laserstrahl trifft auf einem Spiegel, der auf einer Winkelskala liegt. Der reflektierte Laserstrahl kann beobachtet werden.

Es handelt sich um in IBE, da es für den Benutzer/die Benutzerin möglich ist,

(1) die Orientierung des Spiegels zu ändern. Der Spiegel lässt sich aus seiner Ausgangstellung (senkrecht zum einfallenden Laser) um bis zu 45° gegen den Uhrzeigersinn drehen. Dabei bleibt der Mittelpunkt des Spiegels immer im Koordinatenursprung der Winkelskala (der Spiegel kann nur rotiert werden, nicht nach links/rechts).

(2) ein Geodreieck, welches virtuell eingefügt wird, frei auf der Arbeitsoberfläche zu verschieben und zu drehen. Dadurch ist es möglich, Eintrittswinkel und Austrittswinkel nachzumessen und das Reflexionsgesetz zu überprüfen.

Bewertung

Ein der Grundvoraussetzungen an (Demonstrations-)Experimente nach Draude (2013) wird missachtet, da der einfallende Laserstrahl und auch der reflektierte Laserstrahl (im stärkeren Maße) schwer zu erkennen sind. Dies liegt an der hellen Umgebung, wodurch der Kontrast zwischen rotem Laser und weißem Untergrund sehr gering ist. Eine Verdunklung des Experiments wäre angepasst.

Schade ist zudem, dass sich der Spiegel nur um 45°drehen lässt und eine Bewegung nach links/rechts nicht möglich ist. Schülerinnen und Schüler könnten somit denken, dass das Reflexionsgesetz nur dann gilt, wenn der Spiegel genau im Mittelpunkt vom einfallenden Lichtstrahl „getroffen wird“.

Die unterliegende Winkelskala hat zudem keine Bedeutung für die Messung und lässt den Aufbau unnötig kompliziert erscheinen, da die die Winkelmaße von Geodreieck und Winkelskala sich überlagern. Das Geodreieck kann zwar frei bewegt und rotiert werden, allerdings ist die Bedienung extrem(!) mühselig und nicht intuitiv, wodurch quantitative Messungen fast unmöglich werden. Entweder sollte nur die Winkelskala oder nur das Geodreieck als Quantifizierungsmöglichkeit vorhanden sein.