Auch dieses Jahr haben zwei Schüler des Technischen Gymnasiums experimentelle Themen basierend auf dem Raspberry Pi-Einplatinencomputer für ihre mündliche Abiturprüfung in Physik vorbereitet.
Präsentiert wurde zuerst die Beugung des Lichtes am Einzelspalt. Dabei wurde die Lichtintensität als Funktion des Beugungswinkels mit Hilfe einer Fotodiode aufgezeichnet. Über einen Analog-Digital-Wandler wurde diese Diode an den Raspberry Pi angeschlossen und mit dem am KIT entwickelten PhyPiDAQ-Messwerterfassungssystem ausgelesen. Der individuelle Aufbau des Experimentes hat der Schüler erklärt, und die in Echtzeit gezeigte Intensitätsverteilung des Beugungsbildes analysiert. Außerdem wurden die gespeicherten Messdaten mit einem Tabellenkalkulationsprogramm ausgewertet und mit der theoretischen Modellrechnung für die Beugungsintensität vergleichen.
Das Thema der zweiten Abiturprüfung war die Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums durch die Bestrahlung einer Vakuumphotozelle mit hinreichend kurzwelligem Licht. Der Schüler hat das Prinzip der Messmethode, sowie die eigene kreative Durchführung des Versuchs präsentiert. Die ausgelösten Photoelektronen gelangen zur Anode der Vakuumphotozelle und laden einen Kondensator bis zu einer von der Wellenlänge abhängigen Grenzspannung auf. Diese Spannung wird mit einem kostengünstig aber sehr akkurat am Raspberry Pi angeschlossenen Elektrometer-Verstärker aufgezeichnet und in Echtzeit visualisiert.
Des Weiteren bestimmt wurde das Planckschen Wirkungsquantum aus den für verschiedene Wellenlängen gespeicherten Messwerte der Grenzspannung.
Marinela Wong | Fachbereich Physik
