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Konzept

Ein Blick in die Quantenphysik

DJDS-Schülerinnen lernen nun, was Planck, Heisenberg oder Einstein entdeckten.

Philipp Bitzenbauer erklärte alles über Photonen.  Foto: Peter Ringeisen
Philipp Bitzenbauer erklärte alles über Photonen. Foto: Peter Ringeisen

Amberg.Die Quantenphysik ist ein modernes und hochaktuelles Teilgebiet der Physik, das auch Eingang in den Physiklehrplan der Oberstufe gefunden hat. Philipp Bitzenbauer von der Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg besuchte die Dr.-Johanna-Decker-Schulen (DJDS), um Schülerinnen Einblicke in dieses Fachgebiet zu vermitteln.

Der Beginn der Quantenphysik liegt um das Jahr 1900. Zu dieser Zeit lieferten physikalische Experimente Ergebnisse, die durch die klassische Physik nicht zu erklären waren. Eine neue Denkweise war also gefordert. Namhafte Physiker wie Max Planck, Albert Einstein, Werner Heisenberg und Erwin Schrödinger entwickelten daraufhin ein neues Modell für Licht, das „Lichtquanten-“ oder „Photonen-Modell“. Bis heute wird daran geforscht, Laser- und Quantencomputer sind dabei entwickelt worden.

Das Modell der Lichtquanten ist schwierig zu erfassen und kann durch Schulversuche kaum veranschaulicht werden, denn Photonen lassen sich nicht „beobachten“. Deswegen wurden an der Professur für Didaktik der Physik an der FAU Experimente entwickelt, die Schülern helfen sollen, Photonen und ihr Verhalten besser zu verstehen. Diese Experimente brachte Bitzenbauer, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Physikalischen Institut der FAU, vor Kurzem mit an die DJDS und stellte sie mit einem Unterrichtskonzept den Oberstufen-„Physikerinnen“ vor.

Neben der Veranschaulichung durch die Versuche wurden die Schülerinnen angeleitet, das Verhalten der Photonen selbst zu entdecken. Dabei mussten sie oft hören: „Sehen Sie, wir sehen nichts.“ Photonen sind einfach nicht zu „orten“ – man muss tricksen, um etwas über sie zu lernen.

Doch nicht nur die quantenphysikalischen Inhalte waren an diesem Vormittag lehrreich. Auch die Berichte des begeisterten Physikers über sein Forschungsgebiet, kombiniert mit Anekdoten, lieferte interessante Einblicke in die Arbeit in einem Forschungslabor. Organisiert hatte diese besondere Physikdoppelstunde Oberstudienrätin Bettina Koller.

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