Bonn 2020 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 16: Postersitzung

DD 16.36: Poster

Mittwoch, 1. April 2020, 16:30–18:00, P-SR 1-4

Ein low-cost Experiment zur Messung der Lichtgeschwindigkeit als Demonstrationsversuch für die Schule oder für das studentische Anfänger-Praktikum — Johannes Schilling¹, •Michael Daam², Antje Bergmann² und Günter Quast¹ — ¹Institut für Experimentelle Teilchenphysik, KIT — ²Institut für Theoretische Festkörperphysik, KIT

Die Messung der Lichtgeschwindigkeit ist ein zentrales Praktikumsexperiment in universitären Anfängerpraktika. Auch im Schulunterricht der Oberstufe wird es gern durchgeführt, sofern die Mittel dazu vorhanden sind. Ein didaktisch sehr einfacher Zugang führt über die Laufzeitmessung eines Lichtpulses über eine bekannte Strecke. Obwohl das Grundprinzip sehr einfach ist, sind die von Lehrmittelfirmen angebotenen Aufbauten relativ teuer und haben "Black-Box" - Charakter. Wir haben daher ein extrem preisgünstiges Laufzeit-Experiment entwickelt, das durch sein transparentes Design sehr einfach zu verstehen ist und auch von Elektronik-Laien problemlos aufgebaut werden kann. Dabei wird eine handelsübliche superhelle LED mit Hilfe eines einfachen Standard-Frequenzgenerators gepulst, das Licht über einen Kunststoff-Retroreflektor ("Katzenauge") über eine bekannte Laufstrecke geführt und mit einer sehr einfach beschalteten PIN-Fotodiode detektiert. Der als Spannungswert detektierte Lichtpuls kann mit einem Standard-Oszilloskop ausgelesen werden. In unserem Beitrag präsentieren wir den Aufbau und seine Funktionsweise im Detail sowie Messergebnisse und Erfahrungen.