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Übersicht

Das Themengebiet der elektrischen Felder soll im Kontext von Röhrenbildschirmen erarbeitet werden. Anstatt also zum Abschluss der Elektrikreihe endlich einen Fernseher erklären zu können wird er als Anlass genommen die Bedeutung und Funktionsweise der einzelnen Bauteile der Reihe nach zu erklären. Hin und wieder wird, um die Lehrpläne zu erfüllen,  eine physikalische Vertiefung vorgenommen. Der Kontext Röhrenbildschirm dient also Wegweiser durch die Themenreihe. Dass Fernsehgeräte (im Gegensatz zu Oszilloskopen) technisch nicht mit Ablenkplatten sondern mit Spulen arbeiten stört hierbei nicht weiter, da  dies am Ende der Reihe den Übergang zu B-Feldern ermöglicht.

Es wird der Frage nachgegangen, wie denn ein Röhrenbildschirm von innen aussieht.

Für den Verlauf des weiteren Unterrichts ergeben sich nun folgende Fragestellungen (in Reihenfolge der Elektronenbahn):

1. Wie werden die Elektronen überhaupt freigesetzt? (Ablenkung im E-Feld /glühelektrischer Effekt)

2. Welche beschleunigende Kraft wirkt auf sie? (Ladung und Stromstärke / elektrische Kraft / Anziehung + Abstoßung)

3. Wie kann man die wirkende Kraft beschreiben? (elektrisches Feld)

4. Wie kann man die Kraft berechnen? (elektrisches Feld /elektrische Feldstärke)

5. Wie schnell sind die Elektronen nachher? (elektrisches Feld /Energiewandlung im E-Feld)

6. Was passiert wenn eine Spannung an die Ablenkplatten / Kondensatorplatten angelegt wird? (Stromkreise /Auf- und Entladung von Kondensatoren)

7. Was passiert mit den bewegten Elektronen zwischen den Ablenkplatten, bzw. welche Bahnkurve beschreiben sie? (Ablenkung im E-Feld / Elementarladung und Ablenkung im E-Feld / Ablenkröhre)

Offen bleiben dabei lediglich folgende Themen:

1. Faraday Käfig

2. Coulombgesetz

3. lichtelektrischer Effekt

4. Stromleitung in Metallen, Flüssigkeiten und Gasen

Ladung und Stromstärke

Zu Beginn der Reihe werden die Grundlagen der Trennung und des Nachweis von Ladungen, sowie der Influenz von metallischen Leiter ohne übergreifenden den Kontext erarbeitet.

Im Themengebiet der Influenz findet sich mit von einem Bildschirm elektrostatisch angezogenen (elektrische Polarisation) Staubteilchen, welche dann in Richtung der Augen geschleudert werden schon ein Vorgriff auf den späteren Kontext.

Hier erfolgte schon vor dem Beginn des Kontexts die Antwort auf die Frage: Welche beschleunigende Kraft wirkt auf sie? 

Eine genauere Beschreibung erfolgt auf der untergeordneten Seite Ladung und Strom.

elektrisches Feld

Am Anfang der Reihe beginnt nun der eigentliche Kontext des Röhrenbildschirms. Hier werden die sieben Fragen (siehe Übersicht) zusammen mit den Schülern erarbeitet. Um den den fachsystematischen Aufbau nicht zu sehr zu stören wird die Beantwort nach der Freisetzung der Elektronen auf einen späteren Zeitpunkt verschoben.

Hier wird dann außerhalb des Kontext auch der Faradaykäfig und das Coulomb´sche Gesetz besprochen.

Am Ende erfolgt eine genauere Betrachtung der Kondensatoren. Hier wird die Kapazität, die Influenzkonstante, der Einfluss von Dielektrika und die Verschiebungsdichte experimentell bestimmt.

Eine genauere Beschreibung erfolgt auf der untergeordneten Seite elektrisches Feld.

Stromkreise

Hier handelt es sich umeine kleine Einheit, in der die aus der S I bekannten Gesetze zu Stromkreisen kurz wiederholt werden. Außerdem wird die Berechnung von verzweigten Stromkreisen geübt.

Nachdem nun so viel über Kondensatoren gelernt wurde wird auch kurz darauf eingegangen, was eigentliche mit der Kapazität von Kondensatoren bei Reihen- und Parallelschaltung passiert.

Eine genauere Beschreibung erfolgt auf der untergeordneten Seite Stromkreise.

Ablenkung im E-Feld

Nun wird die vorher verschobene Freisetzung der Elektronen besprochen. Zusätzlich werden außerhalb des Kontextes die Ionenleitung, sowie die Faraday Gesetze besprochen.

Dann wird der letzten Kontextfrage nachgegangen.

Fliegt ein Elektron im Vakuum senkrecht in ein elektrische Feld rein, so wirkt eine konstante elektrische Kraft senkrecht zur Flugrichtung. Sie bewirkt eine gleichförmig Beschleunigung in Y-Richtung, während sich das Elektron in X-Richtung weiterhin gleichförmig fortbewegt. Die Überlagerung beider Bewegungen führt zur einer Parabelbahn (vgl. horizontaler Wurf)