Ph10-Quantenphysik

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Licht als Welle

Trifft das Licht eines Lasers auf einen Doppelspalt, dann sieht man hinter dem Laser das Interferenzbild.

Wie das Interferenzbild entsteht haben wir schon besprochen. --> Doppelspaltversuch

Christian Huygens erklärte die Beugung und Interferenz von Licht durch den Wellencharakter des Lichtes. Licht besteht aus Wellen, die sich überlagern können. Für das Verständnis der Interferenz waren seine Elementarwellen grundlegend. Eine Zusammenfassung von Licht als Welle findest du hier.

Interferenzversuche am Doppelspalt und Gitter mit weißem Licht kannst du in diesem Video sehen.


Bleistift 35fach.jpg   Aufgabe 1

Beantworte die folgenden Fragen zu dem Video.


1. Was sind Lichtquellen?
2. Nenne Beispiele von Lichtquellen.
3. Wie breitet sich Licht aus?
4. Wie bezeichnet man den Bereich, wo kein Licht hinfällt?
5. Welche Modelle für Licht hast du in dem Video kennengelernt?
6. Was kannst du mit dem Wellenmodell erklären?
7. Was versteht man unter dem sichtbaren Lichtspektrum?
8. Welchen Fehler hast du beim Beild des sichtbaren Lilchtspektrums festgestellt?


1. Lichtquellen sind selbststrahlende oder bestrahlte Objekte. 2. selbststrahlende Objekte: Glühlampe, Sonne, Sterne, Kerze, LED, Gasentladungsröhren, Glühwürmchen ...
bestrahlte Objekte: Mond, Planeten, alle von einer Lichtquelle bestehlte Körper, ...
3. Licht breitet sich geradlinig aus.
4. Schatten
5. Strahlenmodell, Wellenmodell
6. Mit dem Wellenmodell kann man die verschiedenen Farben (jede Farbe hat eine eigene Wellenlänge).
7. Das sichtbare Lichtspektrum umfasst Wellen zwischen 380nm und 780nm, (1 nm = 1·10-9m)

8. In dem Bild kommt rechts nach violett wieder rot. Das ist falsch. Nach violett kommt kein rot, sondern ultraviolett, das nicht mehr sichtbar ist.

Licht als Teilchen

Newton stellt sich Licht nicht als Welle, sondern als Teilchen vor. Mit seinem Teilchenmodell erklärte er auch Beugung und Brechnung. Diese Vorstellungen waren aber nicht so einsichtig wie die des Wellenmodells des Lichtes.

In dieser Umfrage siehst du, dass viele Menschen durchaus nur ein Modell des Lichtes kennen.


Bleistift 35fach.jpg   Aufgabe 2

Schaue dir dieses Video an.


Welche Modelle des Lichtes werden vorgestellt? Was kann man mit ihnen darstellen?

Strahlenmodell: Ausbreitung des Lichts, Entstehung von Schatten
Wellenmodell: Brechung von Licht in einem Regenbogen oder Prisma, Interferenzen

Teilchenmodell: ???

Newtons Teilchenmodell konnte sich nicht durchsetzen, da mit dem Wellenmodell von Huygens die beobachtbaren Phänomene wie Beugung, Brechung, Interferenz einfach zu erklären waren. Wozu braucht man nun ein Teilchenmodell des Lichts?

Der Photoeffekt

Nuvola apps edu science.png   Versuch

Schaue dir dieses Video zum Photoeffekt an.

Beschreibe die Versuchsdurchführung und was du beobachtet hast.

Das Licht einer Kohlebogenlampe trifft auf eine Zinkplatte, welche negativ geladen ist. Sobald das Licht der Kohlebogenlampe auf die Zinkplatte trifft geht der Ausschlag am Elektroskop zurück.
Steht eine Glasscheibe zwischen der Kohlebogenlampe und der Zinkplatte nimmt der Ausschlag am Elektroskop nicht ab, die negativen Ladungen bleiben auf der Zinkplatte.
Verwendet man eine andere Glasplatte (anderes Material) und bestrahlt durch diese die Zinkplatte, dann nimmt der Ausschlag am Elektroskop wieder ab, allerdings langsamer.
Lädt man die Zinkplatte positiv und bestrahlt sie mit dem Licht der Kohlebogenlampe, so passiert nichts. Das Elektroskop zeigt keine Entladung an, die positive Ladung bleibt auf der Zinkplatte.

Zum Schluss wird die Zinkplatte entladen.


Bleistift 35fach.jpg   Aufgabe 3

1. Woran erkennt man, dass die Zinkplatte negativ geladen ist?
2. Was passiert, wenn das Licht der Kohlebogenlampe auf die Zinkplatte trifft?
3. Was bewirkt die Glasscheibe zwischen Kohlebogenlampe und Zinkplatte?
4. Was passiert, wenn die Zinkplatte positiv geladen ist und mit Licht der Kohlebogenlampe beschienen wird?

1. An der Zinkplatte ist ein Elektroskop angeschlossen, welches einen Ausschlag zeigt. Man erkennt damit nur, dass die Zinkplatte geladen ist. Ein Elektroskop zeigt nicht die Ladungsart an, sondern nur, ob Ladungen vorhanden sind. Dass das Elektroskop negativ geladen ist sieht man dadurch, dass man die Zinkplatte mit dem Minuspol einer Spannungsquelle verbunden hat.
2. Der Ausschlag am Elektroskop geht zurück.
3. Glas lässt nur sichtbares Licht der Kohlenbogenlampe durch.

4. Es passiert nichts. Die positiven Ladungen bleiben auf der Zinkplatte.