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Licht und Materie
Autor der Unterrichtseinheit: Juraj Lipscher/ Roger Deuber
Im ersten Teil der zweiteiligen Unterrichtseinheit Licht und Materie werden die Grundlagen der Wechselwirkung zwischen Licht und Materie
erörtert um anschliessend die mannigfaltigen Arten der Wechselwirkungen von Licht mit Materie, wie Leuchterscheinungen und Farbigkeit der Stoffe,
ins Visier zu nehmen. Der vorliegende erste Teil befasst sich hierbei mit den physikalischen Erscheinungen bei der Wechselwirkung von Licht und
Materie, solchen also, bei denen keine chemische Veränderung durch die Anregung eines Elektrons folgt. Jedes der einzelnen Unterrichts-Module enthält
Unterrichtsunterlagen für Studierende mit Lernaufgaben, eine Powerpoint-Präsentation als Einführung, sowie detaillierte Praktikumsunterlagen.
Die gesamte Unterrichtseinheit ist für etwa ca. 35 Lektionen ausgelegt; die Module können aber auch problemlos einzeln eingesetzt werden.
Der ganze Bereich der Fotochemie, bei dem die Anregung des Elektrons eine chemische Veränderung des bestrahlten Stoffes zur Folge hat, wird in der
zweiten Unterrichtseinheit Licht und Materie – Nutzung von Sonnenenergie von Roger Deuber behandelt.
- Natur des Lichtes ca. 3 Lektionen
- Die historische Entwicklung der Vorstellungen über die Natur des Lichtes (Newton, Huyghens, Young, Einstein) bis hin zum Begriff des Dualismus.
- Natur der Materie ca. 10 Lektionen
- Werdegang der modernen Vorstellungen über den Aufbau der Elektronenhülle von der Wellennatur des Elektrons bis hin zu den philosophischen Aussagen der Quantenmechanik.
- Farbiges Licht (Lichtemmission) ca. 9 Lektionen
- Von der Emissionsspektroskopie, über Lampen und optische Aufheller bis hin zu den verschiedenen Leuchterscheinungen (Fluoreszenz, Phosphoreszenz und Chemilumineszenz).
- Farbige Stoffe ca. 13 Lektionen
- Ligandenfeldtheorie und die Farbigkeit von Komplexverbindungen. Malerfarben.
- Eine genauere Betrachtung der chemischen Bindung (Hybridisierung, Mesomerie, LCAO-MO-Theorie) und die Farbigkeit der organischen Farbstoffe. Textilfarbstoffe.
- Farberscheinungen in der Natur (blauer Himmel, blaues Wasser, weisse Wolken und rote Morgenröte).