VP 13

Entdeckungen zu Internet, Totalreflexion und Farbenlehre in der Optik
Vortragende/r: Dr. Hans-Otto Carmesin
Co-Autoren:Dr. Christopher Kranz
Institution:Gymnasium Athenaeum, Studienseminar Stade
Datum:20. November 2018
Zeit:11:00 - 11:45 Uhr
Raum:7

Wie funktioniert eigentlich das Internet mit Glasfaser?

Die Lernenden führen dazu einen ersten Modellversuch mit einem Quader aus Plexiglas durch und entdecken dabei die Totalreflexion. So funktioniert also die Übertragungsstrecke.
In einem weiteren Experiment entwickeln sie einen einfachen binären Code zur pixelweisen Übertragung eines Bildes. Der Sender ist ein kleiner Block mit drei Tastern für eine rote, grüne beziehungsweise blaue LED. Mit dem Quader als Übertragungsstrecke wird die Bildübertragung mit einem Beobachter als Empfänger erprobt. Das motiviert auch zur Übertragung eigener Bilder.

Können wir eigentlich mehrere Signale gleichzeitig durch den Plexiglasblock übertragen? Die Farben der LEDs regen zur Übertragung mit unterschiedlichen Farben an. Die Signale treten am Anfang der Übertragungsstrecke mischend in den Quader ein. Die Lernenden entdecken so die Mischfarben, rot und grün mischen im Quader zu gelb, blau und grün mischen zu türkis, rot und blau mischen zu pink sowie alle drei Farben mischen zu weiß.
Am Ende des Plexiglasblocks zerlegen die Lernenden die Mischfarben durch Farbfilter in ihre ursprünglichen Bestandteile. Diese Umwandlung von monochromatischem zu polychromatischem und zurück zu monochromatischem Licht erfolgt völlig klar und zeigt propädeutisch das Prinzip der ungestörten Superposition. Zum Test übertragen zwei Teams je Tischgruppe mit unterschiedlichen Farben zugleich ihre Bilder. Die Mischung und anschließende Trennung der
Farben funktioniert auch bei der Kommunikation im Modellinternet mit vollständiger Klarheit.

Insgesamt motivierten die aussagekräftigen und ansprechenden Versuche und der spannende Kontext zum selbständigen Problemlösen, Experimentieren und zur Erkenntnisgewinnung.