Modelle

Das Strahlenmodell ist wohl das erste Physikmodell mit dem die Schülerinnen und Schüler in der Klassenstufe 7 konfrontiert werden. In der Klassenstufe 10 werden eventuell die Grenzen dieses Modells diskutiert und spätestens in der Kursstufe wird es durch das Wellenmodell abgelöst, um dann anschließend einen der Abitursschwerpunkte - das Quantenbild - ausführlich zu diskutieren.

Bei der Diskussion der Interferenzbedingungen können die Schülerinnen und Schüler durch Vergleich der Eigenschaften dieser unterschiedlichen Vorstellungswelten ihre Flexibilität im Umgang mit Modellen festigen.

Material

• Simulatoren zur Strahlenoptik verschiedener Anbieter
• Simulatoren zur Wellenoptik und Quantenphysik verschiedener Anbieter
• Wellensimulatoren verschiedener Anbieter
• Quantensimulatoren (Doppelspalt, Mach-Zehnder-Interferometer, Michelson-Interferometer ... ) verschiedener Anbieter
• Zeiger Kursstufe - Vortragsideen verschiedener Anbieter

Strahlenmodell

1. Diskutieren Sie in Ihrem Team Beispiele, in denen man das Strahlenmodell einsetzen kann.
2. Konstruieren Sie Problemstellungen, die mit dem Strahlenmodell-Simulator gelöst werden können.
3. Was versteht man unter einem Lichtstrahl? Kann man einen Lichtstrahl experimentell erzeugen?
4. Diskutieren Sie die Grenzen dieser Modellvorstellung.

Wellenmodell

5. Zeigen Sie mit dem Wellen-Simulator die Eigenschaften einer klassischen mechanischen Welle.
6. Diskutieren Sie in Ihrem Team Beispiele, in denen man das Wellenmodell einsetzen muss.
7. Aus welchen Komponenten besteht eine Lichtwelle ? Diskutieren Sie Gemeinsamkeiten und Unterschiede einer mechanischen Welle und einer Lichtwelle .
8. Welche Eigenschaften einer Lichtwelle kann man mit zwei Polarisatoren nachweisen. Veranschaulichen Sie die Wirkungsweise mit den vorliegenden Simulatoren.
9. Diskutieren Sie die Grenzen dieser Wellen-Modellvorstellung.

Zeigerkonzept

10. Diskutieren Sie in Ihrem Team das Zeigerkonzept ; in welchen Anwendungen kann man das Zeigerkonzept günstig einsetzen.
11. Veranschaulichen Sie das Konzept mit den vorliegenden Simulatoren Zeiger Kursstufe - PPT-Folien
12. Erläutern Sie die folgenden Konzepte; stellen Sie die Vor- und Nachteile einander gegenüber:
    Huygensche Prinzip ? Elementarwellenmodell ? Zeigerkonzept

Quantenbild

13. Diskutieren Sie die Eigenschaften der Photonen - als Quantenobjekt.
14. Erläutern Sie den Einsatz des Zeigermodells bei Quantenobjekten.
15. Präsentieren Sie mit einem der vorliegenden Quantensimulator die Quantenwelt .

Wellenfunktion

In der Sek I wurde das Strahlenmodell verwendet, das vom Wellenmodell abgelöst wurde, um dann das Quantenbild einzuführen ... wieso kehrt man dann wieder zu einer Wellenfunktion/Zustandsfunktion zurück?

Download des gesamten Workshops

Workshop 2: Erfindungen: Herunterladen [pdf] [433 KB]

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