Was ist Licht? – Neue Möglichkeiten dank des VDI

Zwei neue Experimentiersets für Schüler:innen eröffnen künftig unseren Physikern in der Oberstufe die Möglichkeit, das Wesen des Lichts selbstständig zu untersuchen und grundlegende Erkenntnisse zu gewinnen.

Der Versuch zum Photoeffekt ist der Versuch, für dessen Deutung Albert Einstein 1921 den Nobelpreis für Physik erhielt. Mit seiner Hypothese, dass Licht Teilcheneigenschaften haben muss, stieß er zu Beginn des 20. Jahrhunderts die Tür in eine völlig neue Welt auf: in die Welt der Quanten.

Kurz gesagt geht es darum, dass Licht einer bestimmten Farbe auf eine metallische Oberfläche trifft und dort Elektronen auslöst. Mittels eines elektrischen Gegenfeldes lässt sich die Energie der ausgelösten Elektronen bestimmen. Diese hängt von der Farbe des Lichts und vom Metall ab. Der Effekt ist mit der bis dahin üblichen Vorstellung von Licht als Welle nicht erklärbar. Vielmehr interpretieren wir Licht jetzt als Teilchenstrom von Photonen, von denen jedes eine frequenzabhängige Energieportion E_ph = h f trägt. Fundamental darin ist die Größe h, das sogenannte Planck’sche Wirkungsquantum, die sich mit unserem neuen Versuch im Experiment bestimmen lässt.

Der Verband deutscher Ingenieure (VDI) hat uns die Anschaffung zweier Sets der Firma Mekruphy ermöglicht, wofür wir sehr dankbar sind. Nun können die Schüler:innen in einem realen Experiment nachmessen, was theoretisch erarbeitet wurde. Applets, Animationen oder Videos können solch ein echtes Experiment nicht ersetzen. Nur selber messen, variieren und auswerten und auch Fehler machen und betrachten können einen Kompetenzzuwachs ermöglichen, der fit für die Zukunft macht.

Tobias Jacob