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Grundwissen & Aufgaben

Im Grundwissen kommen wir direkt auf den Punkt. Hier findest du die wichtigsten Ergebnisse und Formeln für deinen Physikunterricht. Und damit der Spaß nicht zu kurz kommt, gibt es die beliebten LEIFI-Quizze und abwechslungsreiche Übungsaufgaben mit ausführlichen Musterlösungen. So kannst du prüfen, ob du alles verstanden hast.

  • Welle - Teilchen - Dualismus

    • Einige Experimente können besser mit dem Wellenmodell, andere besser mit dem Teilchenmodell des Lichtes erklärt werden.
    • Beide Modelle orientieren sich an unseren makroskopischen Erfahrunge, die zur Beschreibung der Mikro kaum geeignet sind.
    • Die Quantenphysik bildet ein den beiden Modellen übergeordnetes (stark mathematikorientiertes) Modell.
  • De Broglie Wellenlänge

    • Die de-Broglie-Wellenlänge ist eine Übertragung von Eigenschaften von Photonen auf Objekte mit Ruhemasse, z.B. Elektronen
    • Die de-Broglie-Wellenlänge für Elektronen berechnest du mittels \(\lambda _{\rm{DB}} = \frac{h}{p_{\rm{e}}} = {\lambda _{DB}} = \frac{h}{{m_{\rm{e}} \cdot v_{\rm{e}}}}\)
    • Im nicht-relativistischen Fall gilt entsprechend \({\lambda _{{\rm{DB}}}} = \frac{h}{{{p_{\rm{e}}}}} = \frac{h}{{\sqrt {2 \cdot {m_{\rm{e}}} \cdot {E_{{\rm{kin}}}}} }}\)
  • Statistische Deutung

    • Quantenobjekte im Sinne der Quantenphysik treten immer als "ganze Portionen" auf.
    • Die Bewegung von Quantenobjekten folgt Wahrscheinlichkeitsgesetzen.
    • Die Quantenmechanik macht statistische Aussagen über die relative Häufigkeit der Ergebnisse bei oftmaliger Wiederholung des gleichen Experiments.
  • Quantenobjekte

    Die Quantenphysik zeichnet sich durch vier zentrale Wesenzüge aus: Statistisches Verhalten, Fähigkeit zur Interferenz, Eindeutige Messergebnisse und Komplementarität

  • Unschärferelation

    • Man kann den Ort und den Impuls von Quantenobjekten gleichzeitig nicht beliebig genau bestimmen.
    • Das Produkt aus Orts- und Impulsunschärfe kann nicht beliebig klein werden. Es gilt \(\Delta x \cdot \Delta {p_x} \ge \frac{h}{{4\pi }}\)
    • Damit sind auch klassische Bahnvorstellungen von Teilchen nicht mehr möglich.
  • Beugung und Interferenz von Quantenobjekten an Kristallgittern

  • Interferenz von Quantenobjekten hinter einem Doppelspalt

Versuche

Das Salz in der Suppe der Physik sind die Versuche. Ob grundlegende Demonstrationsexperimente, die du aus dem Unterricht kennst, pfiffige Heimexperimente zum eigenständigen Forschen oder Simulationen von komplexen Experimenten, die in der Schule nicht durchführbar sind - wir bieten dir eine abwechslungsreiche Auswahl zum selbstständigen Auswerten und Weiterdenken an. Mit interaktiven Versuchen kannst du die erste Schritte Richtung Nobelpreis zurücklegen.

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Ausblick

Du bist gut in Mathe und schon ein halber Ingenieur? Hier gibt’s für Fortgeschrittene vertiefende Inhalte und spannende Anwendungen aus Alltag und Technik.

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Geschichte

Die moderne Physik beruht auf den Erkenntnissen von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in ihrer jeweiligen Zeit. Aber lies selbst!

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Downloads

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Weblinks

Von Cern und NASA über Unterrichtsmaterial bis Videos, unsere Auswahl aus dem World Wide Web. Viel Spaß beim Stöbern.

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