Göttingen 2025 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 32: Poster – Quantenphysik

DD 32.5: Poster

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

Das Modell des eindimensionalen Potentialtopfs und seine Grenzen * Von den KMK Standards in den Unterricht am Beispiel von Farbzentren in Salzen — •Philipp Mauz, Simon Koppenhöfer, Philipp Scheiger und Ronny Nawrodt — Physik und ihre Didaktik, Universität Stuttgart, 70569 Stuttgart

Das verstärkte Auftreten von quantenmechanischen Themen in den neuen Bildungs- und Lehrplänen, wirft die Frage nach Experimenten und Anwendungsbeispielen auf. Auch das Modell des eindimensionalen Potentialtopfs wird in den KMK-Standards explizit genannt. Ein möglicher Grund dafür ist, dass für dieses theoretische Konstrukt der Quantenmechanik die Schrödingergleichung mit Schulmathematik gelöst werden kann. Gleichzeitig sollen aber auch die Grenzen dieses Modells diskutiert werden. Für eine ausführliche physikalische Betrachtung, sollte dieses Modell daher auch an Experimenten getestet und überprüft werden. Häufig werden hierfür Farbstoffe als Anwendungskontext gewählt. Diese sind für Schülerinnen und Schüler (SuS) aber kaum zugänglich und, die zum Modell am besten passenden Stoffe, oft gesundheitsschädlich. Farbzentren in Salzen bieten hier ein anderes (eventuell besser geeignetes) Anwendungsfeld des Potentialtopfes für die Schule. SuS sollten mit ihrem Vorwissen in der Lage sein Hypothesen selbst zu entwickeln, die anschließend experimentell überprüft werden können. Dieser Beitrag stellt die physikalischen Hintergründe, die experimentelle Umsetzung und mögliche Anwendungen in der Schule vor.

Keywords: eindimensionaler Potentialtopf; Farbzentren; Experimente; Unterricht