Der Millikan-Versuch als Remotely Controlled ... - RCL-Portal

4einem spannungsgesteuerten Modul erzeugt. Umnach dem Ausschalten der Spannung das elektrischeFeld zum Verschwinden zu bringen, wirdder Kondensator mit einem Hochspannungsrelaiskurzgeschlossen.5. Messungen mit dem RCLDer Versuch erlaubt die Bestimmung der Elementarladungdurch Fallen von Öltröpfchen ohne elektrischesFeld und Steigen von Öltröpfchen im elektrischenFeld. Messungen werden über die Laborseitedes Versuchs auf dem RCL-Portal [8] durchgeführt(Abb. 3). Nach dem Einblasen der Öltröpfchen (Button„Öltröpfchen einblasen“) können zur Beobachtungim Webcam-Bild Öltröpfchen scharf gestellt(Buttons „+“ und „-“) oder der Bildausschnitt seitlichverschoben werden (Buttons „←“ und „→“).Die Steigspannung kann in 50 V-Schritten vorgewählt(drop-down-Feld), eingestellt (Button „SpannungU einstellen“) und ein- und ausgeschaltet werden(Button „U on / off“). Mit einer auf der Webseiteeingebauten Stoppuhr (Java-Applet) unterhalb desWebcam-Bildes können die Steig- und Fallzeitengemessen und gespeichert werden. Detaillierte Informationenzur Versuchsdurchführung mit demRCL sind in [9] zu finden.Als Beispiel für das Ergebnis zeigt Abb. 4 die Verteilungvon 230 mit dem RCL gemessenen Öltröpfchenladungenin einem Histogramm.und ein zweites mit einem parallelen Vorgehen fürein inhaltlich vernetztes Lernen. Die Szenarien nutzenhierbei methodisch die mediendidaktischenEigenschaften von RCLs:• Traditionelle Lehrerexperimente können alsSchülerexperimente durchgeführt werden.• Experimente können von Schülern zuhause imeigenen Tempo ohne formale Zeitvorgabendurchgeführt werden.• Experimentelle Beobachtungen und Versuchsergebnisse- und nicht theoretische Überlegungen -können zum Ausgangspunkt von Themen bzw.Versuchen gemacht werden. Auf diesem Wegwird umgekehrt auch das Interesse an der Theoriegeweckt.6.1 Unterrichtsszenario mit Blended LearningDie Struktur des ersten Szenarios (Abb. 5) entsprichtder des Blended Learning: Zuhause sammeln dieSchüler individuell experimentelle Erfahrungen mitdem RCL am PC. Im Schulunterricht wird die Präsenzder Schüler (-gruppe) zum Austausch von Wissenoder Erfahrungen und zur Strukturierung oderOrganisation des Lernprozesses genutzt.Abb. 4: Histogramm von 230 Öltröpfchenladungen,aus [7].Abb. 5: Struktur des Unterrichtsszenariosmit Blended-Learning.Aus den ersten drei deutlich voneinander abgegrenztenHäufungen um Vielfache der Elementarladungerhält man durch Mittelwertbildung e = 1,58·10 -19 C.Die breiter werdenden Verteilung um größere Vielfachevon e sind auf die zunehmend ungenauereGeschwindigkeitsmessung der schnelleren Öltröpfchenzurückzuführen. Nähere Informationen zurAuswertung des Millikan-Versuchs sind beispielsweisein [10] zu finden.6. UnterrichtseinsatzIm Folgenden werden zwei Unterrichtsszenarienvorgestellt. Ein erstes mit einem linearen Vorgehenfür ein inhaltlich aufeinander aufbauendes LernenAbb. 6: Analogie-Experiment„Glaskugelfall in Öl“.