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HERTZsche Versuche

Grundwissen

  • Hertz erzeugte nicht-sichtbare elektromagnetische Wellen mithilfe eines Sendedipols.
  • Die so erzeugten elektromagnetischen Wellen verhalten sich in Bezug auf Reflexion, Brechung und Bündelung ähnlich wie Licht.
  • Bei Licht handelt es sich um eine elektromagnetische Welle.

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  • Hertz erzeugte nicht-sichtbare elektromagnetische Wellen mithilfe eines Sendedipols.
  • Die so erzeugten elektromagnetischen Wellen verhalten sich in Bezug auf Reflexion, Brechung und Bündelung ähnlich wie Licht.
  • Bei Licht handelt es sich um eine elektromagnetische Welle.

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Optik

Elektromagnetisches Spektrum

  • Was haben Infrarotstrahlung …
  • … Mikro- und Radiowellen …
  • … und Licht gemeinsam?

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Themenbereich

Sammlung interaktiver Experimente zu elektromagnetischen Spektren

Weblink

In dieser Sammlung an interaktiven Bildschirmexperimenten (IBE) könnt ihr euch verschiedene elektromagnetische Spektren anschauen. Beobachtet werden Emissionsspektren verschiedener Lichtquellen, Transmissionsspektren verschiedener Materialien und Absorbtionsspektren, wie zum Beispiel die Fraunhoferlinien im Sonnenspektrum.
Zwischen den Experimenten könnt ihr durch Anklicken der Themen oder mit den Pfeilen unten rechts und links auf der Seite navigieren. Diese Experimente stammen von der AG Didaktik der Physik der Universität Berlin.

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In dieser Sammlung an interaktiven Bildschirmexperimenten (IBE) könnt ihr euch verschiedene elektromagnetische Spektren anschauen. Beobachtet werden Emissionsspektren verschiedener Lichtquellen, Transmissionsspektren verschiedener Materialien und Absorbtionsspektren, wie zum Beispiel die Fraunhoferlinien im Sonnenspektrum.
Zwischen den Experimenten könnt ihr durch Anklicken der Themen oder mit den Pfeilen unten rechts und links auf der Seite navigieren. Diese Experimente stammen von der AG Didaktik der Physik der Universität Berlin.

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Infrarot und Ultraviolett

Versuche
Versuche

Sichtbares Licht

Grundwissen

  • Größenordnung der Wellenlänge: zwischen \(780\,{\rm nm}\) und \(380\,{\rm nm}\)
  • Größenordnung der Frequenz: von \(384\,{\rm THz}\) bis \(789\,{\rm THz}\)

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Grundwissen

  • Größenordnung der Wellenlänge: zwischen \(780\,{\rm nm}\) und \(380\,{\rm nm}\)
  • Größenordnung der Frequenz: von \(384\,{\rm THz}\) bis \(789\,{\rm THz}\)

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Quiz zum Elektromagnetischen Spektrum

Aufgabe ( Quiz )
Aufgabe ( Quiz )

Elektromagnetisches Spektrum

Grundwissen

  • Das elektromagnetische Spektrum erstreckt sich über viele Größenordnungen hinweg.
  • Das sichtbare Licht ist nur ein kleiner Teil des elektromagnetischen Spektrums.

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Grundwissen

  • Das elektromagnetische Spektrum erstreckt sich über viele Größenordnungen hinweg.
  • Das sichtbare Licht ist nur ein kleiner Teil des elektromagnetischen Spektrums.

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Reflexion - Demonstrationsversuch

Versuche
Versuche

Röntgenstrahlung

Grundwissen

  • Größenordnung der Wellenlänge: zwischen \(1\,{\rm nm}\) und \(10\,{\rm pm}\)
  • Größenordnung der Frequenz: von \(3\cdot 10^{17}\,{\rm Hz}\) bis \(3\cdot 10^{19}\,{\rm Hz}\)
  • Anwendungen: Röntgengeräte, Computertomographen

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  • Größenordnung der Wellenlänge: zwischen \(1\,{\rm nm}\) und \(10\,{\rm pm}\)
  • Größenordnung der Frequenz: von \(3\cdot 10^{17}\,{\rm Hz}\) bis \(3\cdot 10^{19}\,{\rm Hz}\)
  • Anwendungen: Röntgengeräte, Computertomographen

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Elektromagnetisches Spektrum

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Wie entstehen Satellitenbilder? Wie sehen Satelliten die Erde? Die Videos geben eine Einführung darüber, wie Bilder der Erde aus dem Weltraum entstehen und wie Erdbeobachtungssatelliten Unsichtbares für uns Menschen sichtbar machen.

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Wie entstehen Satellitenbilder? Wie sehen Satelliten die Erde? Die Videos geben eine Einführung darüber, wie Bilder der Erde aus dem Weltraum entstehen und wie Erdbeobachtungssatelliten Unsichtbares für uns Menschen sichtbar machen.

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Gangunterschied bei zwei Quellen

Grundwissen

  • Zur Berechnung des Gangunterschiedes muss unterschieden werden, ob Sender und Empfänger nahe oder weit entfernt voneinander sind im Vergleich zu ihrem Abstand.
  • Bei Reflexion am optisch dichteren Medium muss zusätzlich der Phasensprung berücksichtigt werden.

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  • Zur Berechnung des Gangunterschiedes muss unterschieden werden, ob Sender und Empfänger nahe oder weit entfernt voneinander sind im Vergleich zu ihrem Abstand.
  • Bei Reflexion am optisch dichteren Medium muss zusätzlich der Phasensprung berücksichtigt werden.

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Radiowellen

Grundwissen

  • Größenordnung der Wellenlänge:  größer als \(1\,{\rm m}\)
  • Größenordnung der Frequenz: kleiner als \(300\,{\rm MHz}\)
  • Anwendungen: Mobilfunk, TV, Radio

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  • Größenordnung der Wellenlänge:  größer als \(1\,{\rm m}\)
  • Größenordnung der Frequenz: kleiner als \(300\,{\rm MHz}\)
  • Anwendungen: Mobilfunk, TV, Radio

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Gammastrahlung

Grundwissen

  • Größenordnung der Wellenlänge: kleiner als \(10\,{\rm pm}\)
  • Größenordnung der Frequenz: größer als \(3\cdot 10^{19}\,{\rm Hz}\)
  • Auftreten: radioaktiver Zerfall, Umwandlungsreaktionen von Elementarteilchen

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  • Größenordnung der Wellenlänge: kleiner als \(10\,{\rm pm}\)
  • Größenordnung der Frequenz: größer als \(3\cdot 10^{19}\,{\rm Hz}\)
  • Auftreten: radioaktiver Zerfall, Umwandlungsreaktionen von Elementarteilchen

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Mikrowellen

Grundwissen

  • Größenordnung der Wellenlänge: zwischen \(1\,{\rm m}\) und \(1\,{\rm mm}\)
  • Größenordnung der Frequenz: von \(300\,{\rm MHz}\) bis \(300\,{\rm GHz}\)
  • Anwendungen: Funk, Mikrowellenherd, Radar

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  • Größenordnung der Wellenlänge: zwischen \(1\,{\rm m}\) und \(1\,{\rm mm}\)
  • Größenordnung der Frequenz: von \(300\,{\rm MHz}\) bis \(300\,{\rm GHz}\)
  • Anwendungen: Funk, Mikrowellenherd, Radar

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Beugung und Interferenz - Einführung

Grundwissen

  • Beugung ist die Ablenkung einer Welle an einem Hindernis.
  • Konstruktive Interferenz bedeutet eine Verstärkung.
  • Destruktive Interferenz bedeutet eine Auslöschung.

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  • Beugung ist die Ablenkung einer Welle an einem Hindernis.
  • Konstruktive Interferenz bedeutet eine Verstärkung.
  • Destruktive Interferenz bedeutet eine Auslöschung.

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Beugung

Grundwissen

  • Beugung ist die Ablenkung einer Welle an einem Hindernis, die nicht durch Brechung, Streuung oder Reflexion verursacht wird.
  • Beugung ist bemerkbar, wenn die Dimension einer Öffnung oder eines Hindernisses in der Größenordnung der Wellenlänge liegt oder kleiner als diese ist.

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  • Beugung ist die Ablenkung einer Welle an einem Hindernis, die nicht durch Brechung, Streuung oder Reflexion verursacht wird.
  • Beugung ist bemerkbar, wenn die Dimension einer Öffnung oder eines Hindernisses in der Größenordnung der Wellenlänge liegt oder kleiner als diese ist.

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Temperaturstrahlung und Strahlungsgesetze

Ausblick
Ausblick

Polarisation von Licht - Einführung

Grundwissen

  • Die Polarisation beschreibt die Schwingungsrichtung einer Transversalwelle.
  • Lineare Polarisationsfilter können nur von Licht einer bestimmten Schwingungsrichtung passiert werden.
  • Laserlicht und das Licht von Computerdisplays ist polarisiert.

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  • Die Polarisation beschreibt die Schwingungsrichtung einer Transversalwelle.
  • Lineare Polarisationsfilter können nur von Licht einer bestimmten Schwingungsrichtung passiert werden.
  • Laserlicht und das Licht von Computerdisplays ist polarisiert.

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Konstruktionsstrahlen

Versuche
Versuche

Geschichte der Polarisation

Geschichte
Geschichte

Infrarot

Grundwissen

  • Größenordnung der Wellenlänge: zwischen \(1\,{\rm mm}\) und \(780\,{\rm nm}\)
  • Größenordnung der Frequenz: von \(300\,{\rm GHz}\) bis \(385\,{\rm THz}\)
  • Anwendungen: Fernbedienungen, Temperaturmessung, Vegetationsbestimmung

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  • Größenordnung der Wellenlänge: zwischen \(1\,{\rm mm}\) und \(780\,{\rm nm}\)
  • Größenordnung der Frequenz: von \(300\,{\rm GHz}\) bis \(385\,{\rm THz}\)
  • Anwendungen: Fernbedienungen, Temperaturmessung, Vegetationsbestimmung

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Grundversuch zum Brechungsgesetz

Versuche

  • Messwertaufnahme der Einfalls- und Ausfallswinkel beim Übergang von Luft zu Plexiglas
  • Erstellung und Analyse eines Diagramm \({\alpha _{{\rm{L}}}}\)-\({\alpha _{{\rm{PG}}}}\)-Diagramms
  • Vertiefung: Brechungsgesetz

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Versuche

  • Messwertaufnahme der Einfalls- und Ausfallswinkel beim Übergang von Luft zu Plexiglas
  • Erstellung und Analyse eines Diagramm \({\alpha _{{\rm{L}}}}\)-\({\alpha _{{\rm{PG}}}}\)-Diagramms
  • Vertiefung: Brechungsgesetz

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Ultraviolett

Grundwissen

  • Größenordnung der Wellenlänge: zwischen \(380\,{\rm nm}\) und \(1\,{\rm nm}\)
  • Größenordnung der Frequenz: von \(789\,{\rm THz}\) bis \(300\,{\rm PHz}\)
  • Anwendungen: Schwarzlichtlampen, Geldscheinprüfung, Härtung von Klebstoffen

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  • Größenordnung der Wellenlänge: zwischen \(380\,{\rm nm}\) und \(1\,{\rm nm}\)
  • Größenordnung der Frequenz: von \(789\,{\rm THz}\) bis \(300\,{\rm PHz}\)
  • Anwendungen: Schwarzlichtlampen, Geldscheinprüfung, Härtung von Klebstoffen

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Unsichtbares Licht

Weblink

In dieser Unterrichtseinheit zum "unsichtbaren Licht" erfahren die Lernenden, dass man Licht als elektromagnetische Welle verstehen kann und dass das Wellenlängenspektrum dieser Strahlung weit über den sichtbaren Bereich hinausgeht. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden.

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In dieser Unterrichtseinheit zum "unsichtbaren Licht" erfahren die Lernenden, dass man Licht als elektromagnetische Welle verstehen kann und dass das Wellenlängenspektrum dieser Strahlung weit über den sichtbaren Bereich hinausgeht. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden.

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