Einsteins Lasershow

Wie kann man einen theoretischen Ansatz Einsteins den Schülern so nahe bringen, dass über ein faszinierende Effkte und Untersuchungen nachhaltiges Wissen kumuliert werden kann? Welche Anwendungen, die aus Einsteins Ideen erwachsen sind, nutzen die Schüler, wenn auch in versteckter Form,  täglich? So liegt es nahe, Einsteins Postulate zur stimulierten Emission mit Laserexperimenten zu verknüpfen, die in eine kleine, selbstgebaute Lasershow münden.

Als Aufmacher dienen ein Portrait Einsteins, auf dem er nach einer Fotomontage eine Laser-Lissajousfigur in seiner Hand hält und eine kurze Filmsequenz über eine Lasershow.

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Schülerideen zu den interessanten Aspekten eines Lasers, einer Lasershow und zu Einstein werden in einer Mind Map gesammelt und strukturiert. 

Das theoretische Rüstzeug erarbeiten sich die Schüler in einem Workbook mit dem Titel: vom Lichtteilchen zum Photon. Historische Betrachtungen des Lichtes und er Lichttheorien führen über Huygens, Newton, Bohr zu Einstein. Eine Vertiefung der von Einstein postulierten stimulierten Emission schließt sich an. Es ist der Bogen zu spannen von der Umsetzung der Idee bis zum Aufbau eines Lasers. 

Der Forschungsauftrag "Was ist Granulation" führt zu einer näheren Beschäftigung mit dem Laserlicht, insbesondere zur Erarbeitung der Unterschiede zwischen herkömmlichem Licht und Laserstrahlung. 

"Laser – das andere Licht": die Erarbeitungsphase 2 führt zu einem vertieften Verständnis der Eigenschaften des Laserlichtes – Interferenzversuche und vielfältige Anwendungen werden in Teams bearbeitet, zum Teil auch eigenständig recherchiert. Handouts und Plakate zum CD/DVD-Player, zu Augenoperationen, zum Lidar und zur Holographie sichern die Palette der Unterthemen.

Versuchsaufbau

low-cost-Versuchsaufbau mit Laser, Laserlinse und Schirm unter Nutzung einer Cornelsen Optik-Box

Beugungsobjekte

Scan der Beugungsobjekte 

Bauteile

Die wesentlichen Bauteile der Interferenzversuche 

Das Projekt Lasershow führt dann in einer Gruppenarbeit zum Bau einer Minilasershow. Aufbau und Funktion der Schaltung werden erklärt, die Lissajous-Figuren werden fotografiert und ausgewertet. 

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Prinzip-Schaltbild der Lasershow

Lis1Lissajous-Figuren

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Vertiefend sind vielfältige Erweiterungen im Hinblick auf Interferenzversuche denkbar. So kann relativ leicht der Abstand der Informationsspuren auf einer CD mit einer Oberstufengruppe bestimmt werden. Strichcode-Leser können mit einfachen Mitteln konstruiert und getestet werden.

Alle benötigten Bauteile wurden über den Elektronik-Versandhandel preisgünstig bestellt, bzw. über die TU-Berlin bezogen. Das gesamte Material mit Unterrichtsplanung, Workbook, Versuchsanleitungen, Vorlagen für Beugungsobjekte, Klausuren und Tests sowie Bezugsquellen kann über eine CD zum Preis von 15 Euro bezogen werden.

Einsteins Lasershow

Diese Unterrichtseinheit zur Laseroptik wurde von

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