Licht Das Licht erscheint uns selbstverständlich, warum die Aufnahme in das Glossar? Optik ist die Lehre von Licht. Doch was ist Licht? Was ist elektromagnetische Strahlung? Können wir Licht überhaupt sehen?
Ohne uns in erkenntnistheoretischen Abhandlungen zu verlieren, wollen wir festhalten, dass wir Licht nur beschreiben können und wollen. Wir wollen in unserem Curriculum der Versuchung widerstehen, Licht zu verstehen, sondern nur die Phänomene, die mit dem Licht einhergehen. Die modellhaftigkeit unseres physikalischen Weltbildes soll den Schülern nicht verborgen werden, im Gegenteil: durch zum Teil recht abstrakte Beschreibungsformalismen wird ihnen im Laufe unseres Curriculums (mit Absicht) die Anschaulichkeit genommen, um falschen Vorstellungen, wie "Licht ist eine Welle" entgegenzuwirken. Übergeordnete Prinzipien wie der Zeigerformalismus tragen trotzdem zum Verständnis bei, vermitteln aber nicht das Bild einer einzig wahren Beschreibung der Welt und verhindern so die Festsetzung meist falscher Bilder in den Köpfen der Schüler, die ihnen nur mit Mühe wieder zu nehmen sind.

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Prinzip Ameise Die Schülerinnen und Schüler sollen sich immer wieder in die Rolle einer Ameise hineinversetzen, die an der Wand, auf dem Schirm usw. entlangkrabbelt, also genau dort, wo interessante Muster von Helligkeit und Dunkelheit zu sehen sind. Sie sollen vor allem aber eigene Beobachtungen vom Ort der (gedachten) Ameise aus durchführen. Die Ameise steht in dem Unterrichtskonzept für ...
  • subjektive Experimente
  • ein in der Unterrichtsreihe immer wiederkehrendes Handlungsschema
  • Erkenntnisgewinn aus eigenem Beobachten
  • unmittelbares Erleben von Phänomenen
  • den Abbau von Barrieren zwischen Schüler und Experiment
  • das Gefühl, ein Vorgehen zu beherrschen, mit dem sich neue Phänomene erschließen lassen (Erleben von Kompentenzzuwachs)
  • einem Organisator, der den Wissenserwerb und die Einordnung neuer Lerninhalte erleichtert

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Lichtwegkonzept Mit Hilfe des Lichtwegkonzeptes wird mit dem falschen und irreführenden Begriff der Lichtstrahlen aufgeräumt. Über die graphische Verlängerung von Schattengrenzen wird der sogenannte Lichtweg eingeführt, der die Ausbreitung des Lichtes veranschaulicht.
In der Fermatoptik wird das Konzept weiter abstrahiert: dem Licht stehen unendlich viele Wege zur Verügung, es wählt aber immer den extremalsten. Sind alle Wege gleich lang, entsteht ein optisches Bild.
Die Zeigeroptik zeigt uns, dass das Licht sogar alle Wege einschlägt. Das Fermat-Prinzip folgt aus der Zeigeroptik: Aufgrund unterschiedlicher optische Weglängen werden die das Licht beschreibenden Zeiger teilweise gegenphasig addiert. Übrig bleiben die dem Fermat-Prinzip entsprechenden Lichtwege.

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Spiegelwelt Wo befindet sich das Spiegel"bild" einer vor einem Spiegel stehenden Kerze? Nicht etwa in der Spiegelfläche, sondern in der abenteuerlich anmutenden Spiegelwelt. Sie gleicht unserer realen Welt, nur ist sie eine "Sehwelt" und keine "Tastwelt", jedoch in vielen Beschreibungen von entscheidender Bedeutung. Neben der durchaus wichtigen praktischen Bedeutung (es lassen sich z.B. die Reflektionsgesetze ohne mathematische Anstrengungen herleiten), kommen die Schüler schnell mit der modellhaften Denkweise der Physik in direkten Kontakt, ohne diese als belastend wahrzunehmen.

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Elektronium Während in der Optik das Photon eine Portion "Licht" darstellt, bildet das übergeordnete Konstrukt des Elektrons das Elektronium. Die kleinste Portion Elektronium ist das Elektron. Das Elektronium besitzt somit physikalische Eigenschaften wie Ladung und Masse, die aber über den Raum eines Atoms verschmiert sind.

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