Im diesem Modul soll das Verhalten von Quantenobjekten am Beispiel von Interferenzen am Mach-Zehnder-Interferometer und am Doppelspalt untersucht werden. Der Vergleich zur klassischen Physik soll das Verständnis von Quantenobjekten verbessern.

Das ISB Bayern stellt Handreichungen zu Themen moderner Physik für die Unterrichtsvorbereitung bereit. Im Paket "Wellen und Quanten" findet ihr das Programm "Laserlicht am Doppelspalt", mit dem herausgearbeitet werden kann, dass Photonen keine gewöhnlichen Teilchen, sondern Quantenobjekte sind.

Dieses downloadbare (Windows-)Programm stellt die Gegenfeldmethode zur quantitativen Erfassung des Fotoeffekts dar. Dabei wird die Bewegung der ausgelösten Elektronen im elektrischen Feld der Photozelle durch numerisches Lösen der Bewegungsgleichungen dargestellt. So lässt sich gut erkennen, dass bei bestimmten Bremsspannungen die Elektronen die gegenüberliegende Auffanganode nicht mehr erreichen und zur Kathode zurücklaufen. Die physikalischen Vorgänge werden dadurch besonders anschaulich und nachvollziehbar dargestellt. Zur quantitativen Auswertung stehen 5 Wellenlängen der Quecksilberdampflampe zur Verfügung. Außerdem lassen sich 4 verschiedene Beschichtungen der Photokathode auswählen.

Wenn Strahlung auf Materie trifft, kann es zum Comptoneffekt kommen: energiereiche Photonen treffen auf locker gebundene Elektronen im Streukörper und werden nach den (relativistischen) Gesetzen eines dezentralen, elastischen Stoßes gestreut. Dabei übergibt das Photon Energie an das (als ruhend angesehene) Elektron. Der Energieverlust des gestreuten Photons äußert sich in dessen vergrößerten Wellenlänge. Die Wellenlängenverschiebung ist unabhängig von der Wellenlänge der Primärstrahlung und wird allein durch den Streuwinkel bestimmt. Quantitativ wird dies durch die Comptonformel beschrieben.

Dieses downloadbare (Windows-)Programm erlaubt die Variation der Position des Spektrometers (Streuwinkel) sowie der Energie der primären Gammastrahlung.

Sie finden hier drei verschiedene Versionen des Millikan-Versuchs als downloadbare (Windows-)Computersimulationen.

Das Video von Prof. Dr. Stefan Heusler, Uni Münster erläutert anschaulich und schülergerecht die Unschärferelation von Heisenberg.

Die hier vorgestellten Videos sind Teil des Projektes "U2: Quantenspiegelungen" vom Institut für Didaktik der Physik der Universität Münster. Mathematisch fundierte Visualisierungen eröffnen Schritt für Schritt einen Zugang zu moderner Atomphysik – vom Wasserstoffatom bis zum Periodensystem der Elemente.

Die hier vorgestellten Videos sind Teil des Projektes "U2: Quantenspiegelungen" vom Institut für Didaktik der Physik der Universität Münster. Mathematisch fundierte Visualisierungen eröffnen Schritt für Schritt einen Zugang zu moderner Atomphysik – vom Wasserstoffatom bis zum Periodensystem der Elemente.

In dieser Unterrichtseinheit zur Quantenmechanik wird anhand einer Auseinandersetzung mit dem Leben und Wirken des Physikers und Nobelpreisträgers Werner Heisenberg die Quantenmechanik auf einfache und auf das reale Leben abbildbare Weise eingeführt. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden.

Dieses Video zeigt Chladnische Klangfiguren, die bei der Anregung einer mit Sand bestreuten Metallplatte durch einen Geigenbogen entstehen. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.

In dieser Sammlung an interaktiven Bildschirmexperimenten (IBE) könnt ihr den Franck-Hertz-Versuch selbst und interaktiv durchführen. In verschiedenen Experimenten und Messaufbauten könnt ihr von zuhause den Versuch sowohl mit Quecksilber als auch mit Neon durchführen und auswerten.
Zwischen den Experimenten könnt ihr durch Anklicken der Themen oder mit den Pfeilen unten rechts und links auf der Seite navigieren. Diese Experimente stammen von der AG Didaktik der Physik der Universität Berlin.

Diese Sammlung an interaktiven Bildschirmexperimenten (IBE) behandelt das Thema der Röntgenstrahlung. Ihr lernt den Aufbau und die Funktionsweise eines Röntgengeräts kennen, untersucht das Modellexperiment der Bragg-Reflexion und könnt zentrale Experimente, wie die Bestimmung der Planckkonstante mit dem Röntgengerät interaktiv durchführen.
Zwischen den Experimenten könnt ihr durch Anklicken der Themen oder mit den Pfeilen unten rechts und links auf der Seite navigieren. Diese Experimente stammen von der AG Didaktik der Physik der Universität Berlin.

Dieses Video zeigt ein Experiment zur Beobachtung des Linienspektrums einer Argon-Gasentladungslampe. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.

Dieses Video zeigt ein Experiment zur Beobachtung des Linienspektrums einer Kohlenstoffdioxid-Gasentladungslampe. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.

Dieses Video zeigt ein Experiment zur Beobachtung des Linienspektrums einer Wasserstoff-Gasentladungslampe. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.

Auf der sehr gut verständlichen und hervorragend gestalteten Site: "Welt der Physik" der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) kannst du einen Übersichtsartikel über die Geschichte der Streuversuche nachlesen.

Ein filmischer Beitrag von "Studio 16" vom Carl-Friedrich-von-Weizsäcker-Gymnasium Barmstedt/Rantzau für den LEIFIphysik-Videowettbewerb.

Eine 9 Stunden umfassende Unterrichtseinheit zur Atomvorstellung für die Sekundarstufe I. Sie wurde am Faust-Gymnasium in Staufen entwickelt und in zehnten Klassen erprobt.

Dieses downloadbare (Windows-)Programm zeigt, wie sich ein Elektron verhält, das in einen sehr kleinen würfelförmigen Kasten eingesperrt wird.
In der Quantenphysik wird dieser Kasten als dreidimensionaler Potentialtopf interpretiert, in dem das Elektron nur ganz bestimmte Energieniveaus annehmen kann. Außerdem darf das Elektron sich nur in bestimmten Raumbereichen aufhalten. Etwas physikalischer formuliert: Die Energie des Elektrons innerhalb des Potentialtopfes ist gequantelt und sein Aufenthaltsbereich ist auf Orbitale beschränkt. Dieses Verhalten des Elektrons ergibt sich aus der Schrödinger-Gleichung. Die Simulation erlaubt die Eingabe verschiedener Quantenzahlen. Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Elektrons (Orbital) wird durch die Dichte von Punktewolken dargestellt. Der Würfel lässt sich drehen, so dass die Lage der einzelnen Orbitale gut sichtbar wird. Außerdem kann man die Energie des Elektrons bei vorgegebener Größe des Kastens ablesen.