Der Knaller-Test

Ein grundlegendes (Gedanken-) Experiment der Quantenphysik

Blick ins Material

Der Knaller-Test

Ein grundlegendes (Gedanken-) Experiment der Quantenphysik

Typ:
Unterrichtseinheit
Umfang:
22 Seiten (3,1 MB)
Verlag:
RAABE Fachverlag für die Schule
Auflage:
(2016)
Fächer:
Physik
Klassen:
11-12
Schultyp:
Gymnasium

Die Quantenphysik ist bekanntermaßen unanschaulich und das hier behandelte Thema wurde erst vor weniger als 25 Jahre verstanden. Dennoch sollte der Knaller-Test als Gedankenexperiment im Oberstufenunterricht behandelt werden, weil er ein grundlegendes Prinzip verdeutlicht.

Der experimentelle Nachweis übersteigt allerdings die Möglichkeiten der Schulphysik.

In Material 1 wird das Wellenbild des Lichts kurz repetiert und die Zwei-Strahl-Interferenz abgehandelt. In Material 2 wird das klassische Michelson-Interferometer als Anwendungsbeispiel der Zwei-Strahl-Interferenz vorgestellt. Auf den Teilchen-Charakter des Lichts (Photon) und den Welle-Teilchen-Dualismus gehen wir im Material M 3 ein. In den Materialien M 4 und M  5 wird das Verhalten einzelner Photonen in einem Michelson-Interferometer diskutiert, insbesondere auch dann, wenn man einen Interferometerarm eliminiert. Material M 6 thematisiert die wechselwirkungsfreie Quantenmessung. In M 7 und M 8 wird schlussendlich das Knaller-Experiment behandelt und diskutiert. M 9 dient der Lernerfolgskontrolle.

Dauer: 8 Unterrichtssunden

Inhalt:
  • Licht als Welle
  • Zwei-Strahl-Interferenz, Michelson- und Mach-Zehnder-Interferometer
  • Photon als Quantenobjekt
  • Wahrscheinlichkeitswelle, Interferenz und Nichtlokalität
  • Knaller-Test und wechselwirkungsfreie Quantenmessung
Ihr Plus:
  • Behandlung des Welle-Teilchen-Dualismus
  • Besseres Verständnis von Grundlagen der Quantenphysik
  • Hohe Aktualität

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Material-Nr.: 66545

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