Aachen 2019 – wissenschaftliches Programm
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DD: Fachverband Didaktik der Physik
DD 5: Anregungen aus dem Unterricht für den Unterricht
DD 5.3: Vortrag
Montag, 25. März 2019, 18:10–18:30, S03
Entdeckung des Stefan Boltzmann Gesetzes mit Smartphone und Wärmebildkamera — •Lars Schäfer1 und Hans-Otto Carmesin2,3,4 — 1Kooperative Gesamtschule Drochtersen — 2Gymnasium Athenaeum, Stade — 3Studienseminar Stade — 4Universität Bremen
Das Stefan Boltzmann Gesetz ist grundlegend für die Modellierung des Klimawandels und die Strahlungsphysik. Wir zeigen ein Experiment, bei dem das Gesetz mit einer kostengünstigen Wärmebildkamera am Smartphone entdeckt wird.
Damit erkunden die Lernenden die Wärmestrahlung und fragen: Wie hängt die Leistungsdichte S dieser Strahlung von der absoluten Temperatur T des emittierenden Körpers ab?
Am Lötkolben messen die Lernenden T mit einem elektrischen Thermometer und erfassen S mit der Wärmebildkamera. Hierzu erfassen sie S pixelgenau mit einer von Lars Schäfer entwickelten Lernsoftware. In einer Versuchsreihe entdecken sie das Stefan Boltzmann Gesetz. Wir thematisieren auch die Funktionsweise der Wärmebildkamera.
Im Unterrichtsversuch wurden zwei klassische Versuche und der neuartige anschauliche Versuch mit dem Smartphone angeboten. In einer Umfrage zeigten die Lernenden, dass sie das neue Experiment bevorzugen.
Eine passende Unterrichtseinheit befähigt die Lernenden zu einer robusten Analyse des anthropogenen Treibhauseffekts.