Online - Elektron als Quantenobjekt
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Online-Unterricht Physik -Quantenphysik

Medien:

Methode

Zeit:

Inhalte:

Online-Kurs zur Quantenphysik MILQ
(Darin Online Kapitel 5 und der Lehrtext im PDF-Format  -lokal unter PUBLIC/LK Physik 13/milq oder Download)
Simulationsprogramm: 'Doppelspalt' bzw. 'Lehrgang Doppelspalt' (lokal unter "PUBLIC/LK Physik 13"  - evtl. muss dies erst installiert werden - oder Download)
Schulbuch: Dorn-Bader S. 254 - 257
Vertiefend: "Schrödingers Katze": (S. 39 - 46 und S. 46 - 52)

Partnerarbeit, Simulation

2 h

 

Elektronenbeugung, Doppelspalt, DeBroglie- 
Wellenlänge, Bornsche Interpretation

 

Hinweis zur Durchführung

Bildet Gruppen mit maximal 3 Teilnehmern und benutzt jeweils 3 Computer pro Gruppe:

Auf einem wird der Online-Kurs gestartet (im Browser) ,
auf einem zweiten der Lehrtext (im Acrobat Reader) und
beim dritten arbeitet ihr mit der Simulation "Doppelspalt".

Falls ihr mit der Simulation Schwierigkeiten habt oder noch mehr über Doppelspaltexperimente bis hin zu Atomen wissen wollt, startet ihr den "Lehrgang Doppelspalt".

Teil A: Erarbeitung der Theorie

Bearbeitet das Kapitel 5 und haltet die wichtigsten Punkte schriftlich fest.
Insbesondere:

  1. Das Experiment mit der "Elektronenbeugungsröhre" skizzieren und beschreiben
  2. Das Doppelspalt-Experiment skizzieren und erklären
  3. Die De Broglie-Formel zur Bestimmung der Wellenlänge
  4. Die Bornsche Wahrscheinlichkeitsinterpretation mit eigenen Worten wiedergeben

Teil B: Aufgaben

  1. Warum lassen sich die o. e. Experimente nicht mit der Teilchen-Vorstellung eines Elektrons erklären?
  2. Berechne: Elektronen werden mit 50 kV beschleunigt. Berechne ihre Geschwindigkeit, ihren Impuls, ihre Wellenlänge und ihre Frequenz. Berechne für einen Doppelspalt mit Spaltabstand 400 nm die Lage des ersten Minimums bei einem Schirmabstand von 3,5 m. (Überprüfe deine Lösung mit der Simulation!)
  3. Untersuche mithilfe der Simulation das Verhalten weiterer Teilchen. Entwickle dazu eigene Rechenaufgaben (mit Lösung).
  4. Hausaufgabe: Dorn-Bader S. 255/A1 und S. 257/A1, A2, A4, A7

Teil C: Ausblick

Das nächste Thema heißt "Unbestimmtheitsrelation". Auch dazu findest du in MILQ genügend Hilfe!

Eine Zusammenfassung und die Lösung findest du hier
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