Berlin 2008 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 17: Neue Konzepte III (Diverses)

DD 17.3: Vortrag

Dienstag, 26. Februar 2008, 15:00–15:20, EW 016

Warum sehe ich auf einmal doppelt? - Untersuchung der Linienaufspaltung einer Wasserstoff-Deuteriumlampe in der Schule — •Eva Pfeil¹, Annette Schmitt² und Klaus Wendt¹ — ¹Institut für Physik, AG Quantum/ LARISSA, Johannes Gutenberg- Universität Mainz — ²Bischöfliches Willigis- Gymnasium, Mainz

Die Isotopieverschiebung ist bisher eher Thema des Physikstudiums als der Schulphysik. Im Rahmen einer Staatsexamensarbeit wurde eine Unterrichtsreihe entwickelt, die dieses Thema für den Physikunterricht der Oberstufe didaktisch und methodisch aufbereitet. Ausgehend von der Beobachtung einer Aufspaltung der roten Linie im Spektrum der Wasserstoff-Deuteriumlampe erarbeiten die SchülerInnen anhand eines mechanischen Modells die Schwerpunktsbewegung von Atomkern und Elektron. Darauf aufbauend lassen sich die Formeln für Bahnradien und Energieniveaus des Elektrons herleiten und die Linienaufspaltung berechnen. Diese können mit einem holographischen Reflexionsgitter (g = 2400 Striche/mm) in einem konventionellen Spektrographen beobachtet und vermessen werden. In der Unterrichtsreihe sollen physikalische Denk- und Arbeitsweisen anhand von Modellen verdeutlicht sowie deren Gültigkeiten und Grenzen diskutiert werden. Die SchülerInnen müssen ihr bisheriges Wissen über das Bohrsche Atommodell und die Linien im Wasserstoff in einen neuen Zusammenhang stellen und kritisch hinterfragen. Das Projekt endet mit einer spannenden Anwendung: Vorgestellt wird ein Verfahren zur Urananreicherung, das gerade die Isotopieverschiebung als Voraussetzung hat. In diesem Vortrag werden Planung und Erfahrungen dieser Unterrichtsreihe vorgestellt.