Heidelberg 2022 – wissenschaftliches Programm
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DD: Fachverband Didaktik der Physik
DD 6: Quantenphysik – Experimente
DD 6.3: Vortrag
Montag, 21. März 2022, 10:55–11:15, DD-H12
Entwicklung von Analogie-Experimenten zum quantenmechanischen Messprozess — •Stefan Aehle1, Philipp Scheiger1, 2 und Holger Cartarius1 — 1AG Fachdidaktik der Physik und Astronomie, Friedrich-Schiller-Universität Jena, 07743 Jena — 2Physik und ihre Didaktik, Universität Stuttgart, 70569 Stuttgart
Trotz steigender Relevanz der Quantenphysik und -technologien für Wirtschaft und Gesellschaft fehlt es noch immer an vielfältigen Lehr-Lern-Materialien zur Unterstützung der Quantum Education - sei es für den schulischen Physikunterricht oder die Hochschullehre. Analogie-Experimente können hilfreich sein, um den nichtklassischen Charakter der Quantenphysik zu veranschaulichen. Im Rahmen dieser Arbeit werden verschiedene Anwendungen entwickelt, die quantenmechanische Phänomene modellieren und dabei aufzeigen, dass Quantenobjekte sich vollkommen anders als klassische verhalten, indem aufgedeckt wird, wie in das Verhalten der klassischen Objekte eingegriffen werden muss, um z.B. die korrekte Statistik einer quantenphysikalischen Messung zu reproduzieren. Ein erster Aufbau aus 3d-Druck, Arduino-Mikrocontrollern und NFC-Chips zur Klärung von Grundbegriffen wie Zustand, Präparation und Messung wird hier vorgestellt und diskutiert. Darauf aufbauend sollen in Zukunft weiterführende Analogversuche zu Themen wie Verschränkung, versteckte Parameter und Quantenkryptographie entstehen.