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2026-07-28T13:28:36Z

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= Einleitung =

Die '''Wellenoptik''' ist ein Teilgebiet der [[Optik]]. Sie beschreibt Licht als [[Elektromagnetische Welle|elektromagnetische Welle]]. Dieses Modell erklärt Erscheinungen, die mit geradlinigen Lichtstrahlen allein nicht verständlich sind: [[Interferenz]], [[Beugung]], [[Polarisation]] und farbige Muster an dünnen Schichten.

Im Alltag begegnet Dir Wellenoptik zum Beispiel bei den Farben einer Seifenblase, den Regenbogenfarben auf einer CD oder DVD und den feinen Lichtstreifen hinter einem sehr schmalen Spalt. In technischen Anwendungen steckt sie unter anderem in Spektrometern, entspiegelten Brillengläsern, Polarisationsfiltern und Lasermessgeräten.

[[Datei:Seifenblasen -- 2020 -- 0087.jpg|500px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=cnVkYK2L-wI |500|center}}

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= Lernziele =

Nach diesem aiMOOC kannst Du:

# [[Wellenmodell des Lichts|Wellenmodell]] und [[Geometrische Optik|Strahlenmodell]] unterscheiden.
# die Größen [[Wellenlänge]], [[Frequenz]] und Ausbreitungsgeschwindigkeit miteinander verknüpfen.
# [[Huygenssches Prinzip|Wellenfronten]] zur Erklärung von Ausbreitung und Beugung nutzen.
# konstruktive und destruktive [[Interferenz]] mit dem Gangunterschied erklären.
# Muster an Einzelspalt, Doppelspalt und optischem Gitter beschreiben.
# [[Polarisation]] als Eigenschaft von Transversalwellen deuten.
# einfache Formeln der Wellenoptik anwenden und Versuchsergebnisse auswerten.

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= Licht als Welle =

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== Elektromagnetische Welle ==

Licht besteht aus einem sich verändernden elektrischen und einem sich verändernden magnetischen Feld. Beide Felder stehen senkrecht zueinander und zur Ausbreitungsrichtung. Im Vakuum bewegt sich Licht mit der [[Lichtgeschwindigkeit]] <math>c</math>.

[[Datei:Electromagnetic wave2.svg|500px|rahmenlos|center]]

Die grundlegende Beziehung lautet:

:<math>c = \lambda \cdot f</math>

Dabei ist <math>\lambda</math> die [[Wellenlänge]] und <math>f</math> die [[Frequenz]]. Für sichtbares Licht liegen die Wellenlängen grob zwischen 380 Nanometern und 780 Nanometern. Kurzwelliges sichtbares Licht erscheint eher violett oder blau, langwelliges eher rot.

In einem durchsichtigen Stoff ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit kleiner als im Vakuum. Beim Übergang in einen anderen Stoff bleibt die Frequenz gleich, während sich Geschwindigkeit und Wellenlänge ändern:

:<math>v = \lambda \cdot f</math>

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== Wellenfronten und das Huygenssche Prinzip ==

Eine '''Wellenfront''' verbindet Orte, an denen die Welle denselben Schwingungszustand besitzt. Nach dem [[Huygenssches Prinzip|Huygensschen Prinzip]] kann jeder Punkt einer Wellenfront als Ausgangspunkt einer kleinen Elementarwelle betrachtet werden. Die Einhüllende aller Elementarwellen bildet die nächste Wellenfront.

[[Datei:Huygens principle.png|500px|rahmenlos|center]]

Das Modell hilft Dir, die geradlinige Ausbreitung großer Wellenfronten ebenso wie [[Reflexion]], [[Brechung]] und [[Beugung]] zu verstehen.

[[Datei:Refraction - Huygens-Fresnel principle.svg|500px|rahmenlos|center]]

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== Strahlenmodell und Wellenmodell ==

Das [[Geometrische Optik|Strahlenmodell]] ist besonders nützlich, wenn Spiegel, Linsen oder Öffnungen viel größer als die Wellenlänge sind. Das Wellenmodell wird wichtig, sobald Abmessungen in die Größenordnung der Wellenlänge kommen oder sich mehrere Wellen überlagern.

Beide Modelle widersprechen sich nicht. Sie sind unterschiedliche Beschreibungen, die je nach Fragestellung verschieden gut geeignet sind.

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= Interferenz =

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== Überlagerung von Wellen ==

Treffen zwei oder mehr Wellen aufeinander, addieren sich ihre momentanen Auslenkungen. Dieses [[Superpositionsprinzip]] heißt Überlagerung. Nach der Begegnung breiten sich die einzelnen Wellen weiter aus.

Bei '''konstruktiver Interferenz''' verstärken sich die Wellen. Bei '''destruktiver Interferenz''' schwächen sie sich ab oder löschen sich idealerweise aus. Entscheidend ist die Phasenlage am Beobachtungsort.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=koZ2c_Olieg |500|center}}

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== Kohärenz und Gangunterschied ==

Ein dauerhaft sichtbares Interferenzmuster entsteht nur, wenn die beteiligten Wellen eine feste Phasenbeziehung besitzen. Solche Wellen heißen [[Kohärenz|kohärent]]. Ein Laser liefert Licht mit hoher Kohärenz; im Schulversuch werden zwei kohärente Teilwellen häufig aus demselben Laserstrahl erzeugt.

Der '''Gangunterschied''' <math>\Delta s</math> gibt an, wie viel weiter eine Welle im Vergleich zur anderen gelaufen ist.

Für zwei gleichphasig gestartete Wellen gilt:

{| class="wikitable"
! Erscheinung
! Bedingung
! Beobachtung
|-
| Konstruktive Interferenz
| <math>\Delta s = m\lambda</math>
| helles Maximum
|-
| Destruktive Interferenz
| <math>\Delta s = \left(m+\frac{1}{2}\right)\lambda</math>
| dunkles Minimum
|}

Dabei ist <math>m</math> eine ganze Zahl.

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= Doppelspalt =

Beim [[Doppelspaltexperiment]] trifft kohärentes Licht auf zwei schmale, nahe beieinanderliegende Spalte. Hinter jedem Spalt entstehen gebeugte Teilwellen. Wo sie sich überlagern, erscheinen auf einem Schirm abwechselnd helle und dunkle Streifen.

[[Datei:Double-slit.svg|500px|rahmenlos|center]]

[[Datei:Laserdiffraction.jpg|500px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=bJNbj6gOacM |500|center}}

Für einen weit entfernten Schirm gilt für die hellen Maxima:

:<math>d\sin(\alpha_m)=m\lambda</math>

<math>d</math> ist der Abstand der beiden Spalte, <math>\alpha_m</math> der Winkel zum Maximum der Ordnung <math>m</math>. Für kleine Winkel kann der Abstand <math>x_m</math> eines Maximums von der Mitte näherungsweise berechnet werden:

:<math>x_m \approx \frac{m\lambda L}{d}</math>

<math>L</math> ist der Abstand zwischen Doppelspalt und Schirm.

Aus der Formel folgen wichtige Vorhersagen: Eine größere Wellenlänge oder ein größerer Schirmabstand vergrößert die Streifenabstände. Ein größerer Spaltabstand verkleinert sie.

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= Beugung =

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== Beugung am Einzelspalt ==

[[Beugung]] bedeutet, dass sich eine Welle hinter einer Öffnung oder an einer Kante in den geometrischen Schattenraum ausbreitet. Der Effekt wird deutlich, wenn die Breite der Öffnung nicht sehr groß gegenüber der Wellenlänge ist.

[[Datei:Refraction on an aperture - Huygens-Fresnel principle.svg|500px|rahmenlos|center]]

[[Datei:Blue laser single slit diffraction photo.jpg|500px|rahmenlos|center]]

Hinter einem Einzelspalt entsteht ein breites zentrales Maximum mit schwächeren Nebenmaxima. Für die Minima gilt im Fernfeld:

:<math>b\sin(\alpha_m)=m\lambda \quad \text{mit } m=\pm1,\pm2,\ldots</math>

Dabei bezeichnet <math>b</math> die Spaltbreite. Wird der Spalt schmaler, wird das zentrale Beugungsmaximum breiter.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=6fDLUiS2awU |500|center}}

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== Einzelspalt und Doppelspalt zusammen ==

Auch jeder einzelne Spalt eines Doppelspalts beugt das Licht. Deshalb liegen die feinen Doppelspaltstreifen innerhalb einer breiteren Einzelspalt-Hüllkurve. Das reale Muster ist also eine Verbindung aus Beugung und Interferenz.

[[Datei:Double-slit-diffraction-and-interference.svg|500px|rahmenlos|center]]

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= Optisches Gitter =

Ein [[Optisches Gitter|optisches Gitter]] besitzt sehr viele schmale, regelmäßig angeordnete Spalte oder Linien. Die Teilwellen vieler Spalte überlagern sich. Dadurch entstehen besonders schmale und helle Hauptmaxima.

Für die Hauptmaxima eines Transmissionsgitters gilt:

:<math>g\sin(\alpha_m)=m\lambda</math>

<math>g</math> heißt Gitterkonstante. Sie ist der Abstand benachbarter Gitterlinien. Weißes Licht wird in seine Farben aufgespalten, weil jede Wellenlänge unter einem anderen Winkel ein Maximum bildet. So lässt sich ein [[Spektrum]] untersuchen.

[[Datei:Diffraction 150 slits.jpg|500px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=bjE9R3YEfyQ |500|center}}

Eine CD oder DVD wirkt näherungsweise wie ein Reflexionsgitter. Ihre sehr eng liegenden Spuren erzeugen je nach Blickwinkel unterschiedliche Farben.

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= Polarisation =

[[Polarisation]] beschreibt die Richtung, in der das elektrische Feld einer Lichtwelle schwingt. Bei linear polarisiertem Licht bleibt diese Richtung fest. Unpolarisiertes Licht enthält viele wechselnde Schwingungsrichtungen.

[[Datei:Linear Polarization Linearly Polarized Light plane wave.svg|500px|rahmenlos|center]]

Ein Polarisationsfilter lässt bevorzugt eine Schwingungsrichtung durch. Zwei hintereinanderliegende Filter übertragen am meisten Licht, wenn ihre Durchlassrichtungen parallel sind. Bei gekreuzten Filtern wird es stark dunkel.

Für ideal linear polarisiertes Licht hinter einem zweiten Polarisator gilt das [[Malussches Gesetz|Gesetz von Malus]]:

:<math>I=I_0\cos^2(\varphi)</math>

<math>\varphi</math> ist der Winkel zwischen Polarisationsrichtung und Durchlassrichtung. Die Polarisierbarkeit zeigt, dass Licht eine [[Transversalwelle]] ist.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=S-a3SGyplWE |500|center}}

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= Interferenz an dünnen Schichten =

Die Farben von Seifenblasen oder dünnen Ölfilmen entstehen durch Interferenz. Ein Teil des Lichtes wird an der oberen Grenzfläche reflektiert, ein anderer Teil dringt in die Schicht ein und wird an der unteren Grenzfläche reflektiert. Beide Teilwellen überlagern sich.

[[Datei:Thin film interference - soap bubble.gif|500px|rahmenlos|center]]

Welche Farbe verstärkt oder abgeschwächt wird, hängt von Wellenlänge, Schichtdicke, Einfallswinkel und möglichen Phasensprüngen bei der Reflexion ab. Da die Dicke einer Seifenhaut örtlich variiert, entstehen farbige Streifen und Flächen.

Technisch wird dieser Effekt bei [[Antireflexbeschichtung|Antireflexschichten]] genutzt. Eine passend gewählte dünne Schicht kann reflektierte Teilwellen so überlagern, dass eine bestimmte Reflexion stark vermindert wird.

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= Formeln im Überblick =

{| class="wikitable"
! Zusammenhang
! Formel
! Bedeutung
|-
| Wellengleichung
| <math>v=\lambda f</math>
| verbindet Geschwindigkeit, Wellenlänge und Frequenz
|-
| Doppelspalt-Maxima
| <math>d\sin(\alpha_m)=m\lambda</math>
| Lage heller Interferenzmaxima
|-
| Doppelspalt bei kleinen Winkeln
| <math>x_m\approx\frac{m\lambda L}{d}</math>
| Abstand eines Maximums von der Mitte
|-
| Einzelspalt-Minima
| <math>b\sin(\alpha_m)=m\lambda</math>
| Lage dunkler Beugungsminima
|-
| Gitter-Maxima
| <math>g\sin(\alpha_m)=m\lambda</math>
| Trennung verschiedener Wellenlängen
|-
| Gesetz von Malus
| <math>I=I_0\cos^2(\varphi)</math>
| Intensität hinter einem Polarisator
|}

Prüfe vor jeder Rechnung, welche Größe gesucht ist, ob alle Einheiten zusammenpassen und ob die verwendete Näherung zulässig ist. Wellenlängen werden häufig in Nanometern angegeben:

:<math>1\,\mathrm{nm}=10^{-9}\,\mathrm{m}</math>

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= Experimente in der Schule =

{{BR}}
== Sicherheit beim Arbeiten mit Lichtquellen ==

Schau niemals direkt in einen Laserstrahl oder in eine spiegelnde Reflexion. Richte den Strahl nicht auf Personen. Entferne spiegelnde Gegenstände aus dem Strahlweg und führe Laserexperimente nur nach Anweisung einer Lehrkraft durch. Der Strahlweg sollte möglichst niedrig und klar begrenzt sein.

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== Qualitativer Doppelspaltversuch ==

Ein Laser beleuchtet einen Doppelspalt; ein Schirm macht das Muster sichtbar. Beobachte zunächst die Lage des Zentralmaximums und die Symmetrie der Streifen. Verändere danach jeweils nur eine Größe, zum Beispiel den Schirmabstand oder den Spaltabstand. Formuliere vor jeder Änderung eine Vorhersage und vergleiche sie mit der Beobachtung.

{{BR}}
== Wellenlänge mit einem Gitter bestimmen ==

Bei bekannter Gitterkonstante <math>g</math> misst Du den Abstand <math>x_m</math> eines Maximums vom Zentralmaximum und den Schirmabstand <math>L</math>. Aus der Geometrie folgt:

:<math>\tan(\alpha_m)=\frac{x_m}{L}</math>

Danach bestimmst Du <math>\alpha_m</math> und berechnest:

:<math>\lambda=\frac{g\sin(\alpha_m)}{m}</math>

Mehrere Messungen auf beiden Seiten des Zentralmaximums verringern den Einfluss zufälliger Ablesefehler.

{{BR}}
== Muster deuten statt nur Formeln einsetzen ==

Ein gutes Versuchsprotokoll verbindet Beobachtung, Modell und Rechnung. Beschreibe zuerst das Muster, erkläre dann seine Entstehung und prüfe schließlich, ob die Messwerte zur Vorhersage passen. Eine Abweichung ist nicht automatisch ein Fehler der Theorie; sie kann auch durch ungenaue Abstände, einen schiefen Aufbau, eine ungeeignete Näherung oder eine breite Lichtquelle entstehen.

{{BR}}
= Modellgrenzen und Einordnung =

Wellenoptik erklärt sehr viele Erscheinungen des Lichts. Für Vorgänge wie den [[Photoelektrischer Effekt|photoelektrischen Effekt]] reicht ein rein klassisches Wellenmodell jedoch nicht aus. In der [[Quantenphysik]] wird Licht zusätzlich durch Photonen beschrieben.

Das bedeutet nicht, dass eines der Modelle grundsätzlich falsch ist. Ein Modell hebt bestimmte Eigenschaften hervor. In der Schule ist deshalb die Frage wichtig: '''Welches Modell erklärt die beobachtete Erscheinung am besten?'''

{{BR}}
= Zusammenfassung =

Die Wellenoptik beschreibt Licht als elektromagnetische Transversalwelle. Wellenlänge, Frequenz und Ausbreitungsgeschwindigkeit sind miteinander verknüpft. Das Huygenssche Prinzip erklärt die Ausbreitung von Wellenfronten und die Beugung. Interferenz entsteht durch Überlagerung kohärenter Wellen. Einzelspalt, Doppelspalt und Gitter erzeugen charakteristische Muster. Polarisation beschreibt die Schwingungsrichtung des elektrischen Feldes. Dünne Schichten erzeugen durch Interferenz farbige Reflexe.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=f54GwPCzuK0 |500|center}}

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

{{BR}}
== Quiz: Teste Dein Wissen ==

{{MC}}

'''Welches Phänomen lässt sich besonders gut mit dem Wellenmodell des Lichts erklären?'''
(Interferenz)
(!Geradliniger Schatten bei großer Blende)
(!Bildkonstruktion am ebenen Spiegel)
(!Geradliniger Strahlenverlauf im homogenen Stoff)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Gleichung verknüpft Ausbreitungsgeschwindigkeit, Wellenlänge und Frequenz?'''
(v gleich Lambda mal f)
(!v gleich Lambda geteilt durch f)
(!v gleich f geteilt durch Lambda)
(!v gleich Lambda plus f)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wann entsteht bei gleichphasig gestarteten Wellen konstruktive Interferenz?'''
(Wenn der Gangunterschied ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge ist)
(!Wenn der Gangunterschied immer genau null Komma fünf Meter ist)
(!Wenn beide Wellen verschiedene Frequenzen haben)
(!Wenn die Wellen niemals denselben Ort erreichen)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was beobachtest Du bei ideal destruktiver Interferenz von Licht?'''
(Ein dunkles Minimum)
(!Ein besonders helles Maximum)
(!Eine größere Lichtgeschwindigkeit)
(!Eine höhere Frequenz)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie verändert sich die Beugung am Einzelspalt, wenn der Spalt schmaler wird?'''
(Das zentrale Beugungsmaximum wird breiter)
(!Das zentrale Beugungsmaximum verschwindet immer)
(!Die Lichtfrequenz wird kleiner)
(!Die Lichtgeschwindigkeit wird größer)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was kennzeichnet kohärente Wellen?'''
(Eine feste Phasenbeziehung)
(!Eine ständig zufällig wechselnde Wellenlänge)
(!Eine Ausbreitung ohne Energie)
(!Eine grundsätzlich verschiedene Frequenz)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was geschieht mit dem Abstand der Doppelspaltstreifen, wenn der Spaltabstand größer wird?'''
(Der Streifenabstand wird kleiner)
(!Der Streifenabstand wird größer)
(!Der Streifenabstand bleibt immer gleich)
(!Alle Streifen werden farblos)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Eigenschaft des Lichts wird durch Polarisation deutlich?'''
(Licht ist eine Transversalwelle)
(!Licht ist ausschließlich eine Longitudinalwelle)
(!Licht besitzt keine Frequenz)
(!Licht breitet sich nur in Stoffen aus)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Warum trennt ein optisches Gitter weißes Licht in Farben?'''
(Verschiedene Wellenlängen haben Maxima bei verschiedenen Winkeln)
(!Alle Farben besitzen dieselbe Wellenlänge)
(!Das Gitter erhöht die Lichtgeschwindigkeit jeder Farbe verschieden)
(!Das Gitter verwandelt Licht in Schall)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Größe bleibt beim Übergang von Licht in einen anderen durchsichtigen Stoff gleich?'''
(Die Frequenz)
(!Die Wellenlänge)
(!Die Ausbreitungsgeschwindigkeit)
(!Der Brechungswinkel)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| Wellenlänge || Abstand benachbarter Punkte gleicher Phase
|-
| Frequenz || Anzahl der Schwingungen pro Sekunde
|-
| Kohärenz || feste Phasenbeziehung
|-
| Beugung || Ausbreitung hinter Öffnungen und Kanten
|-
| Interferenz || Überlagerung mehrerer Wellen
|-
| Polarisation || Orientierung des elektrischen Feldes
|-
| Gangunterschied || Unterschied der zurückgelegten Wege
|-
| Gitter || Anordnung vieler paralleler Spalte
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== Drag and Drop ==

<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Beobachtung oder Funktion
|-
| '''Konstruktive Interferenz'''
| helles Maximum
|-
| '''Destruktive Interferenz'''
| dunkles Minimum
|-
| '''Einzelspalt'''
| breite Beugungshülle
|-
| '''Doppelspalt'''
| regelmäßige feine Streifen
|-
| '''Optisches Gitter'''
| schmale wellenlängenabhängige Hauptmaxima
|-
| '''Polarisationsfilter'''
| Auswahl einer Schwingungsrichtung
|}
{{E}}

<br>
<br />

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Interferenz || Wie heißt die Überlagerung mehrerer Wellen?
|-
| Beugung || Wie heißt die Ausbreitung einer Welle in den Schattenraum?
|-
| Kohärenz || Wie heißt eine feste Phasenbeziehung zwischen Wellen?
|-
| Polarisation || Wie heißt die Festlegung einer Schwingungsrichtung des Lichtes?
|-
| Wellenlänge || Welche Größe beschreibt den Abstand benachbarter Punkte gleicher Phase?
|-
| Gitter || Wie heißt eine Anordnung aus sehr vielen parallelen Spalten?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==

<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Wellenoptik+Physik </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.'''<br>
|type="{}"}
Die Wellenoptik beschreibt Licht als { elektromagnetische Welle }.
Wellenlänge und Frequenz sind über die { Ausbreitungsgeschwindigkeit } miteinander verbunden.
Jeder Punkt einer Wellenfront kann nach Huygens Ausgangspunkt einer { Elementarwelle } sein.
Die Überlagerung mehrerer Wellen heißt { Interferenz }.
Ein dauerhaftes Streifenmuster benötigt eine feste { Phasenbeziehung }.
Bei konstruktiver Interferenz entsteht ein helles { Maximum }.
Der Unterschied zweier zurückgelegter Wege heißt { Gangunterschied }.
Ein schmalerer Einzelspalt erzeugt eine stärkere { Beugung }.
Am Doppelspalt entstehen abwechselnd helle und dunkle { Streifen }.
Ein optisches Gitter trennt verschiedene { Wellenlängen }.
Ein Polarisationsfilter wählt eine bestimmte { Schwingungsrichtung } aus.
Farben an Seifenblasen entstehen durch Interferenz an einer dünnen { Schicht }.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht ===

# [[Alltagsbeobachtung]]: Fotografiere oder zeichne ein Beispiel für Wellenoptik im Alltag und beschreibe, welches Phänomen Du vermutest.
# [[Begriffsnetz]]: Verbinde Wellenlänge, Frequenz, Interferenz, Beugung, Kohärenz und Polarisation in einem übersichtlichen Begriffsnetz.
# [[Wellenfront]]: Zeichne ebene Wellenfronten vor einem schmalen Spalt und kreisförmige Wellenfronten dahinter.
# [[Lasersicherheit]]: Gestalte ein kleines Sicherheitsschild mit den wichtigsten Regeln für einen Schulversuch mit Laserlicht.

{{BR}}
=== Standard ===

# [[Modellvergleich]]: Erkläre an einem selbst gewählten Beispiel, warum das Strahlenmodell genügt oder warum das Wellenmodell benötigt wird.
# [[Doppelspalt]]: Erstelle eine kommentierte Skizze des Versuchsaufbaus und kennzeichne Zentralmaximum, Nebenmaxima, Spaltabstand und Schirmabstand.
# [[Parameterstudie]]: Sage voraus, wie sich das Muster verändert, wenn Wellenlänge, Spaltabstand oder Schirmabstand jeweils einzeln verändert werden.
# [[Erklärvideo]]: Produziere ein zweiminütiges Video, in dem Du konstruktive und destruktive Interferenz mit zwei gezeichneten Wellen erklärst.

{{BR}}
=== Schwer ===

# [[Wellenlängenmessung]]: Plane unter Aufsicht einer Lehrkraft eine Messung der Laserwellenlänge mit einem optischen Gitter und werte mehrere Maxima aus.
# [[Messunsicherheit]]: Untersuche, welche Messgröße den größten Einfluss auf das Ergebnis einer Gittermessung hat, und begründe Verbesserungen.
# [[Dünnschichtinterferenz]]: Entwickle ein Modellposter, das die Farben einer Seifenblase mit zwei reflektierten Teilwellen erklärt.
# [[Polarisationsexperiment]]: Plane eine Untersuchung mit zwei Polarisationsfiltern, erfasse relative Helligkeiten für mehrere Winkel und vergleiche sie mit dem Gesetz von Malus.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

# [[Vorhersage am Doppelspalt]]: Ein Versuchsaufbau wird nacheinander mit rotem und blauem Licht betrieben. Begründe ohne Rechnung, welches Licht größere Streifenabstände erzeugt.
# [[Musteranalyse]]: Du siehst ein breites helles Zentrum mit schwächeren Nebenmaxima. Entscheide, welcher Aufbau wahrscheinlich verwendet wurde, und begründe Deine Wahl.
# [[Parameteränderung]]: Der Schirmabstand wird verdoppelt und der Spaltabstand halbiert. Leite ab, wie sich der Streifenabstand näherungsweise verändert.
# [[Fehlerdiagnose]]: Ein gemessenes Doppelspaltmuster ist unsymmetrisch. Nenne plausible Ursachen im Aufbau und entwickle eine Prüfstrategie.
# [[Transfer Seifenblase]]: Erkläre, warum eine Seifenblase an verschiedenen Stellen unterschiedliche Farben zeigt und warum manche Bereiche fast schwarz werden können.
# [[Modellwahl]]: Vergleiche Strahlenmodell und Wellenmodell für eine Linse mit großer Öffnung und für einen sehr schmalen Spalt. Begründe die jeweils passende Beschreibung.
# [[Experimentelle Evidenz]]: Entwirf einen Versuch, der zeigt, dass Licht polarisiert werden kann, und erkläre, warum dies für den Wellencharakter bedeutsam ist.

<br>
<br>

{{BR}}
= Lernnachweis =

Für einen überzeugenden Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:

# die wichtigsten Begriffe der Wellenoptik korrekt und in eigenen Worten erklärst.
# ein beobachtetes Muster einem Einzelspalt, Doppelspalt oder Gitter zuordnest und begründest.
# mindestens eine Formel passend auswählst, Einheiten sicher umrechnest und das Ergebnis deutest.
# Veränderungen eines Versuchsaufbaus vorhersagst und mit dem Wellenmodell erklärst.
# Messdaten übersichtlich darstellst und Unsicherheiten kritisch beurteilst.
# Sicherheitsregeln bei optischen Experimenten zuverlässig einhältst.
# die Grenzen von Strahlenmodell, Wellenmodell und Teilchenmodell reflektierst.

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Wellenoptik </iframe>

<br>

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Wellenoptik - Physik]]'''
# [[Optik]]
# [[Welle]]
# [[Elektromagnetische Welle]]
# [[Wellenlänge]]
# [[Frequenz]]
# [[Huygenssches Prinzip]]
# [[Interferenz]]
# [[Kohärenz]]
# [[Beugung]]
# [[Doppelspaltexperiment]]
# [[Optisches Gitter]]
# [[Polarisation]]
# [[Spektrum]]
# [[Quantenphysik]]
|}

[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:Optik]]
[[Kategorie:Wellenoptik]]
[[Kategorie:Elektromagnetische Welle]]
[[Kategorie:Interferenz]]
[[Kategorie:Beugung]]
[[Kategorie:Polarisation]]
[[Kategorie:Schule]]
[[Kategorie:Oberstufe]]
[[Kategorie:Klasse 9-10]]
[[Kategorie:Klasse 11-13]]

{{BR}}
= aiMOOC-Projekte =
[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]
{{MT}}

Wellenoptik - Physik - Versionsgeschichte

Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt