Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm

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DD: Didaktik der Physik

DD 20: Posterausstellung

DD 20.4: Poster

Dienstag, 24. März 1998, 11:30–13:00, Balustrade

Eine Drehmomentenscheibe für das Brechungsgesetz — •Burkhard Echtermeyer — Alexander-Hegius-Gymnasium, Ahaus

Es wird ein Experiment gezeigt, in dem ein Lichtstrahl an der Oberfläche eines flachen Plexiglaszylinders gebrochen wird. Wegen der Rotationssymmetrie der Anordnung bleibt der Drehimpuls der Photonen bei der Brechung erhalten: Aus der Dreimpulsbilanz folgt das Brechungsgesetz.

Der drehbar gelagerte Plexiglaszylinder kann auch als Drehmomentenscheibe benutzt werden. Dort, wo das Licht gebrochen wird, greifen zwei Kräfte an, deren Wirkungslinien die Richtungen des einfallenden und des gebrochenen Lichtstrahls haben. Im Gleichgewicht gilt eine der Drehimpulsbilanz analoge Gleichung für die Drehmomente, und die Brechzahl des Plexiglases kann aus dem Verhältnis der Kraftbeträge bestimmt werden, die von zwei Kraftmessern angezeigt werden.

Das Experiment dient dazu, Schüler mit dem Konzept vertraut zu machen, daß Wellenfunktionen ein Drehimpuls zugeordnet werden kann.