Home » LASER-OPTIK-KIT „Snellius“

LASER-OPTIK-KIT „Snellius“

Die Versuche

Mit diesem Versuchsaufbau, der aus den drei aufeinander aufbauenden Modulen Basic. Advanced und Komfort besteht, werden die folgenden Versuchskomplexe untersucht.

Versuchsaufbau mit Versuchs- und Protokollvorlage:
V2.1 Strahlengänge in der planparallelen Platte

Die transparente Goniometerplatte, das Zentralelement bildet mit verschiedenen Versuchs- und Protokollvorlagen (VPV), die die einzelnen Teilversuche charakterisieren, eine Einheit. Mit diesen erfolgt die didaktische Reduktion auf das zu untersuchende Phänomen. Diese werden unter den XY-Koordinaten der Goniometerplatte angeordnet.

Die VPV erfüllen eine Dreifachfunktion, erstens ist der Versuchsaufbau darauf abgebildet und zweitens protokollieren die Versuchsdurchführenden den Versuchsablauf. Da jeder Versuchsdurchführende eine VPV erhält, wird in der dritten Stufe die didaktische Rekonstruktion des Versuches nach dem Praktikum durchgeführt. Die Einheit von Versuchsaufbau und den VPV`s ist ein didaktisches Novum.

Der in der Basic-Variante zur Verfügung stehende grüne Laser der Wellenlänge (λ = 532 nm) wird in den Varianten Advanced und Komfort mit der Wellenlänge (λ = 650 nm) ergänzt.

Mit diesem Lehrmittel werden im ersten Versuchskomplex „Lichtstrahlen treffen auf Hindernisse“ (sieben Teilversuche) das Reflexions- bzw. Transmissionsverhalten am Metall, diffusen Materialien und Dielektrika untersucht. An leicht absorbierenden Dielektrika wird erkannt, dass optische Körper zwei Grenzflächen haben und somit an jeder eine Strahlenaufspaltung erfolgt. Bei der Untersuchung an dünnen Metallen wird ebenfalls die Strahlenaufspaltung und an Farbfiltern die wellenlängenabhängige Transmission beobachtet.

Nun werden im Stoffkomplex „Strahlengänge, Brechung und Reflexion“ (sechs Teilversuche) die im Dielektrikum stattfindenden Phänomene der geometrischen Optik weiter untersucht. An der planparallelen Platte wird das Reflexions- und Brechungsgesetz, die Parallelverschiebung, die Totalreflexion und die Wirkungsweise im Lichtwellenleiter untersucht. Für Flüssigkeiten steht eine Transmissionswanne zur Verfügung. Es kann auf die medienabhängige Lichtgeschwindigkeit verwiesen werden. Die Intensitätsverhältnisse der an der planparallelen Platte entstehenden Strahlen werden aus den Brechzahlen ermitteltet. In einer schmalen planparallelen Platte wird die Mehrfachtotalreflexion, die auch in Lichtwellenleitern stattfindet, beobachtet.

Darauf aufbauend werden im dritten Stoffkomplex (sechs Versuche) Strahlengänge im Prisma untersucht und weiterhin wird die Bestimmung des Brechungsindexes in den Prismen am Winkel der geringsten Ablenkung und im Halbzylinder durch Totalreflexion ermittelt. Eine weitere Brechzahlbestimmung erfolgt mit polarisiertem Licht am äußeren und inneren Brewsterwinkel.

Im vierten Versuchskomplex steht die Beugung am Gitter mit zwei Wellenlängen auf dem Versuchsplan. Für diesen Versuch stehen bis zu drei verschiedene Gitter und ein Kreuzgitter zur Untersuchung der Beugungsordnungen und der Bestimmung von Gitterzahlen und Wellenlängen zur Verfügung.

Im fünften Komplex wird das Gesetz von Malus mit gekreuzten Polarisatoren untersucht und weiterhin die Abhängigkeit der optischen Aktivität von Wellenlänge, Material, Probendicke sowie die Existenz von links und rechtsdrehenden Proben dargestellt.