Die photonenzählende Kamera als Einstieg in die Quantenphysik

Die photonenzählende Kamera als Einstieg in die Quantenphysik

Kral, Andreas, Theis, Christian & Heinke, Heidrun

Beitrag auf der GDCP-Jahrestagung 2015

Vielfältige fachdidaktische Forschungs- und Entwicklungsarbeiten der letzten Jahre zielen auf einen adäquaten, schülergerechten Zugang zur Quantenmechanik. Auch der neue Kernlehrplan Physik für die gymnasiale Oberstufe, der 2014 in NRW in Kraft trat, hat durch die in ihm formulierten Kompetenzerwartungen für das Inhaltsfeld Quantenobjekte den Bedarf an schulalltagstauglichen Medien zur Vermittlung von Grundzügen der Quantenphysik nochmals verdeutlicht.
Deshalb soll das Doppelspaltexperiment mit wenigen Photonen kostengünstig realisiert und damit für Schulen zugänglich gemacht werden. Dieses von J. Leisen als didaktischer Alleskönner bezeichnete Experiment ist in der Lage das statistische Verhalten von Quantenobjekten aufzuzeigen und liefert damit einen Beitrag zur Veranschaulichung der Wesenszüge der Quantenphysik nach J. Müller und R. Küblbeck. Die kostengünstige Detektion weniger Photonen auf der Basis eines Bildverstärkers ermöglicht einen schulalltagstauglichen experimentellen Einstieg in die Quantenphysik, der Schülerfehlvorstellungen in vielfältiger Weise berücksichtigt.

Referenz:

Kral, Andreas, Theis, Christian & Heinke, Heidrun (2016). Die photonenzählende Kamera als Einstieg in die Quantenphysik. In: C. Maurer (Hrsg.), Authentizität und Lernen – das Fach in der Fachdidaktik. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik, Jahrestagung in Berlin 2015. (S. 434). Universität Regensburg

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