SAMOP 2023 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 25: Poster – Praktika und Experimente

DD 25.4: Poster

Montag, 6. März 2023, 17:00–19:00, Empore Lichthof

Experimente zur Relativitätstheorie im Schülerlabor — •Jörg Schneider und Holger Cartarius — AG Fachdidaktik der Physik und Astronomie, Friedrich-Schiller-Universität Jena, 07743 Jena

Die spezielle Relativitätstheorie ist als Teil des Physikunterrichts der gymnasialen Oberstufe fest in den Bildungsplänen verankert. Anders als in anderen Teilgebieten des Physikunterrichts gibt es aber so gut wie keine (Schüler-)Experimente, anhand derer sich relativistische Prinzipien und Effekte im Rahmen der Schule bzw. eines Schülerlabors veranschaulichen und untersuchen lassen.

Um diesen Nachteil auszugleichen, wurden auf Grundlage der Mikrocontrollerplattform Arduino und einer Modelleisenbahn ein Versuchsaufbau entwickelt, welcher Simulationen mit konkreten, greifbaren Experimenten verbindet. Mit Hilfe von diesen lassen sich die relativistischen Effekte der Zeitdilatation und die Längenkontraktion untersuchen, indem man z.B. das Zeitverhalten bewegter Uhren oder den Zerfall und die Lebensdauer bewegter, instabiler Teilchen in Form einer Kombination aus Simulation und Analogieversuch betrachtet.

Auf dem Poster werden der experimentelle Aufbau und zugehöriges Lehr- und Lernmaterial vorgestellt. Außerdem werden erste Ergebnisse aus der Erprobung in unserem Schülerlabor präsentiert.