Augsburg 2003 – wissenschaftliches Programm

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DD: Didaktik der Physik

DD 11: Neue Konzepte IV (Quantenmechanik)

DD 11.3: Vortrag

Donnerstag, 20. März 2003, 12:00–12:20, 1004

„Die Wesenszüge der Quantenphysik“- ein Unterrichtskonzept für die Oberstufe — •Josef Küblbeck¹ und Rainer Müller² — ¹Mörike-Gymnasium Ludwigsburg — ²TU Braunschweig

Die Behandlung der Quantenphysik in der Schule reicht oft nicht über ein Negieren der Wellen- und Teilchenvorstellungen hinaus.

Wesentliche Eigenschaften der Theorie können jedoch auch ohne Formalismus an den Phänomenen deutlich gemacht werden. Wir teilen diese Eigenschaften in vier Wesenszüge ein: Statistisches Verhalten, Fähigkeit zur Interferenz, Mögliche Messergebnisse und Komplementarität. Daraus folgen erste Interpretationen und Konsequenzen für das Weltbild, es gelingen aber auch qualitative Vorhersagen.

Eine quantitative Beschreibung erfolgt mit Hilfe des Zeigerkonzepts. Ein weitergehendes Verständnis der formalen Zusammenhänge kann mit Hilfe von zeitabhängigen, räumlichen Wahrscheinlichkeitsfunktionen erlangt werden. Dabei wird sowohl bei den Zeigern als auch bei den Wahrscheinlichkeitsfunktionen jedem der vier Wesenszüge je ein Element der Beschreibung zugeordnet.

Die dadurch entstehende Struktur hilft dabei, die fachinhaltliche Übersichtlichkeit zu vergrößern und die Fachmethodik für die Schüler transparent zu machen.

Schließlich sind die vier Wesenszüge geeignet, mehrere Experimente aus der aktuellen Forschung zu analysieren und zu erklären.