Wuppertal 2015 – scientific programme

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 15: Jahr des Lichts 3

DD 15.3: Talk

Tuesday, March 10, 2015, 09:30–10:00, G.11.01

Optische Simulation der Röntgenbeugung an dreidimensionalen Gittern. Eine Versuchsreihe mit dem spektroskopischen Grundaufbau nach Fraunhofer. — •Wilfried Sommer — Institut für Fachdidaktik an der Alanus Hochschule, Brabanter Str. 30, 34131 Kassel

Der spektroskopische Grundaufbau nach Fraunhofer bildet den Ausgangspunkt einer Versuchsreihe. Dabei werden schrittweise zwischen Kollimator und astronomisches Fernrohr ein Gitter, ein Kreuzgitter und schließlich ein Kreuzgitter zusammen mit einem Fabry-Perot-Etalon als dispergierende Elemente eingeführt.

Zunächst wird gezeigt, wie Schüler sich durch verschiedene Beobachtungsaufgaben die Funktion des spektroskopischen Grundaufbaus erschließen können und wie man mögliche Fehlvorstellungen anhand von Versuchen bearbeiten kann. Die weitere begriffliche Elementarisierung sieht die Beugung am Strichgitter, am Kreuzgitter und am Fabry-Perot-Etalon vor. Dafür wurde ein Filmstreifen mit verschiedenen Kreuzgittern entwickelt, bei denen längs einer Achse die Gitterkonstante variiert. Kombiniert man diesen Filmstreifen mit dem Fabry-Perot-Etalon, so erhält man durch die Mehrfachspiegelungen am Etalon virtuelle Bilder, die zusammen mit dem jeweiligen Kreuzgitter eine optische, dreidimensionale Struktur bilden. Deren Gitter ist tetragonal oder orthorhombisch. Das Beugungsbild dieses Gitters erscheint auf dem Schirm des Spektrometers. Grundlagen der Röntgenbeugung können so vergleichsweise preisgünstig anhand von Experimenten im sichtbaren Spektralbereich thematisiert werden.