Würzburg 2018 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 9: Neue Konzepte 1

DD 9.3: Vortrag

Dienstag, 20. März 2018, 13:30–13:50, Info - Turing HS

Elementare Quantenmechanik formuliert mit In-Out Symbolen — •Manuel Daiber^1,2, Matthias Freyberger² und Lutz Kasper¹ — ¹Pädagogische Hochschule Schwäbisch Gmünd, Institut für Naturwissenschaften, Abteilung Physik, Oberbettringerstraße 200, 73525 Schwäbisch Gmünd — ²Universität Ulm, Institut für Quantenphysik, 89069 Ulm

In diesem neuen Lehrkonzept soll ein von Julian Schwinger entwickelter symbolischer Ansatz zur Quantenmechanik aufgegriffen und in eine Symbolik für das Doppelspaltexperiment übersetzt werden. Diese Symbolik ist so allgemein, dass sowohl die klassische Mechanik als auch die Quantenmechanik damit beschrieben werden können. Durch experimentelle Ergebnisse werden Rechenregeln für diese neuen Symbole eingeführt. Dort wird nun der Unterschied zwischen Quantenmechanik und klassischer Mechanik deutlich: Die prinzipielle Notwendigkeit eines Wahrscheinlichkeitsbegriffs in der Mikrowelt. Durch die kleinschrittige Herangehensweise lernen die Studierenden den Umgang mit einer symbolischen Schreibweise, die Interpretationsfragen und schließlich die mathematische Formulierung der Quantenmechanik. Damit erkennen sie auch, wie eine physikalische Theorie entsteht. Im Sinne von Nature of Science erleben die Studierenden hierbei den notwendigen Übergang von einer an ihre Grenze gelangten Theorie zu einer neuen Theorie, die zudem durch überzeugende Evidenz gestützt wird.