Göttingen 2025 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 32: Poster – Quantenphysik

DD 32.10: Poster

Dienstag, 1. April 2025, 16:15–17:45, ZHG Foyer 1. OG

Entwicklung einer Versuchsanleitung zu Interferenz-Experimenten mit Einzel-Photonen im Rahmen eines Quantenoptik-Praktikums — •Felipe Laumen, Sebastian Nell, Ralf Detemple und Heidrun Heinke — . Physikalisches Institut IA, RWTH Aachen University

Quantenphysik ist nicht nur in Nachrichten, Literatur und Unterhaltung inzwischen omnipräsent, sondern auch fester Bestandteil der Curricula im Physikunterricht. Unter anderem soll das Auftreten oder Ausbleiben eines Interferenzmusters in Interferenzexperimenten mit „Welcher-Weg“-Informationen bei Quantenobjekten wie Photonen erklärt werden. Daran anknüpfend beschäftigt sich das vorgestellte Projekt mit Interferenz-Phänomenen von Einzelphotonen. Unter Verwendung eines Quantenoptik-Kits der Firma Thorlabs^® wurde eine Versuchsanleitung entwickelt, mit der Schülerinnen und Schüler der Oberstufe und Bachelor-Studierende im Physik-Praktikum Einzel-Photonen-Interferenz und darauf aufbauend den Quantenradierer erkunden. Der wiederholte Vergleich von klassischen und quantenmechanischen Beschreibungen macht auf Gemeinsamkeiten sowie Unterschiede aufmerksam und hat das Potential, Schülervorstellungen aufzudecken. Das Poster beschreibt theoretische Grundlagen und die experimentelle Umsetzung. Dann werden die Experimente Einzel-Photonen-Interferenz und Quantenradierer vorgestellt und Ergebnisse sowie Überlegungen bei der Entwicklung der Versuchsanleitung präsentiert. Dies eröffnet Einblicke in die laufende Entwicklungsarbeit des Quantenoptik-Praktikums an der RWTH Aachen.

Keywords: Quantenoptik; Einzel-Photonen; Versuchsanleitung; Physikpraktikum; Schülerversuche