Dresden 2017 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 2: Postersitzung

DD 2.34: Poster

Montag, 20. März 2017, 14:00–16:00, P3

Ganz nah ran - Didaktische Modelle zur Rasterkraft- und Magnetkraftmikroskopie — •Sybille Niemeier¹, Jessica Oertel¹, Mario Reimer², Stefan Heusler² und Cornelia Denz¹ — ¹WWU Münster | Institut für Angewandte Physik - MExLab Physik | Corrensstr. 2 | 48149 Münster — ²WWU Münster | Institut für Didaktik der Physik | Wilhelm-Klemm-Str. 10 | 48149 Münster

Nanomaterialien besitzen ein beeindruckendes Oberfläche-zu-Volumen Verhältnis und daraus resultierend einzigartige Stoffeigenschaften. Die Untersuchung der Oberfläche von Nanomaterialien wird daher auch in Zukunft eine wichtige Aufgabe im Bereich der Nanoanalytik bilden. Umso wichtiger ist es, Schülerinnen und Schülern eine adressatengerechte Erklärung von Werkzeugen wie der Rasterkraftmikroskopie (AFM) und der Magnetkraftmikroskopie (MFM), mit denen Nanomaterialien untersucht werden, anzubieten. Zur Modellierung dieser Werkzeuge wurde in der Vergangenheit häufig mit umfassenden skalierten Funktionsmodellen gearbeitet, welche zwar die Kernelemente der Funktionsweise von AFM und MFM im Kontaktmodus reproduzieren, jedoch nur schwierig einzelne technische Details ableiten lassen.

Das Poster zeigt auf, wie ein tiefergehendes Verständnis für AFM und MFM anhand von grundlegenden Hands-On Experimenten ermöglicht werden kann. So werden einfache Experimente für z.B. das Auflösungsvermögen, den Piezoantrieb und das Lichtzeigerprinzip vorgestellt. Darüber hinaus wird ein Funktionsmodell für den dynamischen Modus der MFM präsentiert, welches von Schülerinnen und Schülern anhand der Hands-On Experimente erarbeitet werden kann.