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Video zum Magnetismus in der Relativitätstheorie

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Dieses Video erklärt, wie sich der Magnetismus aus der relativistischen Betrachtung von bewegten Ladungen ergibt und zeigt einige Beispiele und Anwendungen für die Wirkung von Magnetismus auf bewegte Ladungen.
Das Video stammt von Prof. André Bresges, Professor für Physik an der Universität zu Köln.

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Dieses Video erklärt, wie sich der Magnetismus aus der relativistischen Betrachtung von bewegten Ladungen ergibt und zeigt einige Beispiele und Anwendungen für die Wirkung von Magnetismus auf bewegte Ladungen.
Das Video stammt von Prof. André Bresges, Professor für Physik an der Universität zu Köln.

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Quantenphysik in der Schule von Wolf-Dieter Hirlinger

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Hervorragend gestaltete Seite, mit allem was der interessierte Lehrer für den Unterricht in Quantenphysik benötigt.

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Hervorragend gestaltete Seite, mit allem was der interessierte Lehrer für den Unterricht in Quantenphysik benötigt.

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milq: Internetprojekt zur Lehrerfortbildung in Quantenphysik

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Ausführliche Unterrichtskonzeption zur Einführung in die Quantenphysik für die 10. Jahrgangsstufe. Besonders auf den Lehrplan in Niedersachsen zugeschnitten, aber auch sehr gut in anderen Bundesländern nutzbar.

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Ausführliche Unterrichtskonzeption zur Einführung in die Quantenphysik für die 10. Jahrgangsstufe. Besonders auf den Lehrplan in Niedersachsen zugeschnitten, aber auch sehr gut in anderen Bundesländern nutzbar.

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Qualitative Quantenphysik in der Sekundarstufe I von Prof. Dr. R. Müller

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Guter Aufsatz über die Wesenszüge der Quantenphysik sowie die Bildungsziele bei ihrer Behandlung im Unterricht. Darstellung von Realexperimenten und Auseinandersetzung mit Schülervorstellungen.

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Guter Aufsatz über die Wesenszüge der Quantenphysik sowie die Bildungsziele bei ihrer Behandlung im Unterricht. Darstellung von Realexperimenten und Auseinandersetzung mit Schülervorstellungen.

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Das Würzburger Quantenphysik-Konzept von Dr. Horst Hübel

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Umfangreiche Site mit den Grundfakten zur Quantenphysik, zahlreichen Versuchen, Glossar, Formulierungshilfen für den Lehrer usw.

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Umfangreiche Site mit den Grundfakten zur Quantenphysik, zahlreichen Versuchen, Glossar, Formulierungshilfen für den Lehrer usw.

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Quantumlab der Uni Erlangen

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Ein stark experimentorientierter Ansatz zur Unterrichtung der Quantenphysik. Schülerlabor und interaktive Experimente.

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Ein stark experimentorientierter Ansatz zur Unterrichtung der Quantenphysik. Schülerlabor und interaktive Experimente.

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LernBox von Strom.org – Verein für nachhaltige Energiewirtschaft

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"Strom.org – Verein für nachhaltige Energiewirtschaft" unterstützt mit der LernBox „Energie“ Schulen dabei, der nächsten Generation den Zugang zum Thema Energie zu erleichtern.

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"Strom.org – Verein für nachhaltige Energiewirtschaft" unterstützt mit der LernBox „Energie“ Schulen dabei, der nächsten Generation den Zugang zum Thema Energie zu erleichtern.

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Unterrichtskonzept zur Quantenphysik in der Sekundarstufe I

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Die Unterrichtseinheit zur Einführung in die Quantenphysik für die Sekundarstufe I soll den Schülerinnen und Schülern einen Einblick in die Unterschiede der Quantenphysik zur Klassischen Physik und die sich daraus ergebenen Besonderheiten.

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Die Unterrichtseinheit zur Einführung in die Quantenphysik für die Sekundarstufe I soll den Schülerinnen und Schülern einen Einblick in die Unterschiede der Quantenphysik zur Klassischen Physik und die sich daraus ergebenen Besonderheiten.

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Lärmorama

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Lärmorama ist eine interaktive, modular aufgebaute Plattform rund ums Thema Lärm. Lass dich dort mit Informationen und vor allem vielen Hörbeispielen, Bildern, Berechnungswerkzeugen und Spielen in die Welt des Lärms entführen.

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Lärmorama ist eine interaktive, modular aufgebaute Plattform rund ums Thema Lärm. Lass dich dort mit Informationen und vor allem vielen Hörbeispielen, Bildern, Berechnungswerkzeugen und Spielen in die Welt des Lärms entführen.

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Akustik-Gehör-Psychoakustik

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Eine gute, von eingängigen Beispielen gestützte, Einführung von Martina Kremer in das oft vernachlässigte Thema Akustik.

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Eine gute, von eingängigen Beispielen gestützte, Einführung von Martina Kremer in das oft vernachlässigte Thema Akustik.

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Vorstellung "Der Big Bang Theory Effekt" - Youtube Video

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MINT von morgen Schulpreis 2014 2. Platz - der "Big Bang Theory Effekt" vom Gymnasium Steinhagen im Video

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MINT von morgen Schulpreis 2014 2. Platz - der "Big Bang Theory Effekt" vom Gymnasium Steinhagen im Video

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Tempolimit Lichtgeschwindigkeit

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Visualisierung und Veranschaulichung der Relativitätstheorie. Online-Artikel, Bilder, Filme und Bastelbögen von Ute Kraus und Corvin Zahn (Institut für Physik, Universität Hildesheim).

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Visualisierung und Veranschaulichung der Relativitätstheorie. Online-Artikel, Bilder, Filme und Bastelbögen von Ute Kraus und Corvin Zahn (Institut für Physik, Universität Hildesheim).

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Otto Lilienthal Flugversuche im Film

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Aus den zahlreichen, historischen Fotoaufnahmen von Otto Lillienthals Flugversuchen hat der Amsterdamer Filmemacher Johannes Hogenbrink einen Animationsfilm gemacht. Das Ergebnis ist ein Film von Otto Lillienthal's ersten Flugversuchen

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Aus den zahlreichen, historischen Fotoaufnahmen von Otto Lillienthals Flugversuchen hat der Amsterdamer Filmemacher Johannes Hogenbrink einen Animationsfilm gemacht. Das Ergebnis ist ein Film von Otto Lillienthal's ersten Flugversuchen

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Welt der Bionik Lernumgebung der Chemiedidaktik Universität Bremen

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Ein spannender Einblick in die Welt der Bionik, bereitgestellt von der Chemiedidaktik der Universität Bremen. Das Angebot wurde 2014 mit dem "MINT von morgen - Schulpreis 2014" ausgezeichnet

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Ein spannender Einblick in die Welt der Bionik, bereitgestellt von der Chemiedidaktik der Universität Bremen. Das Angebot wurde 2014 mit dem "MINT von morgen - Schulpreis 2014" ausgezeichnet

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Eine kurze Geschichte der Streuversuche

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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.

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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.

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Spezielle Relativitätstheorie - Harald Lesch

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In diesem 30-minütigen Video bietet Harald Lesch eine gute Einführung in die Spezielle Relativitätstheorie.

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In diesem 30-minütigen Video bietet Harald Lesch eine gute Einführung in die Spezielle Relativitätstheorie.

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Netzebenenabstände von Graphitkristallen mittels Elektronenbeugung bestimmen

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In diesem virtuellen Experiment kann über die de-Broglie-Wellenlänge der Elektronen der Netzebenenabstand eines Graphitkristalls bestimmt werden.

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In diesem virtuellen Experiment kann über die de-Broglie-Wellenlänge der Elektronen der Netzebenenabstand eines Graphitkristalls bestimmt werden.

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Virtuelles Experiment - Quanteninteferenz

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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.

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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.

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1. Platz LEIFIphysik: Quantenphysik: Der Tunneleffekt

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

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

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2. Platz LEIFIphysik: Wie funktioniert eine Solarzelle?

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Ein filmischer Beitrag vom Team "Stoppenberger Physik LK Q1" vom Gymnasium Am Stoppenberg für den LEIFIphysik-Videowettbewerb.

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Ein filmischer Beitrag vom Team "Stoppenberger Physik LK Q1" vom Gymnasium Am Stoppenberg für den LEIFIphysik-Videowettbewerb.

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Zeitdilatation

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Ein filmischer Beitrag von "Die Albert Dreisteins" vom Helmut-Schmidt-Gymnasium für den LEIFIphysik-Videowettbewerb.

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Ein filmischer Beitrag von "Die Albert Dreisteins" vom Helmut-Schmidt-Gymnasium für den LEIFIphysik-Videowettbewerb.

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Atome - Wellen - Quanten

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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.

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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.

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Atomphysik für die Sekundarstufe I

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

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

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Einsteinzug

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Eine interaktive Animation zur Speziellen Relativitätstheorie
Der Betrachter kann den Bezugspunkt und das jeweilige Zeitverständis selbst bestimmen.

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Eine interaktive Animation zur Speziellen Relativitätstheorie
Der Betrachter kann den Bezugspunkt und das jeweilige Zeitverständis selbst bestimmen.

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FAST so schnell wie das Licht

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Computersimulationen zum Durchflug durch ein stilisiertes Brandenburger Tor mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten (0,01c / 0,5 c / 0,9 c / 0,95c / 0,99 c) als Videos zum Herunterladen. Verlinkt sind interaktive Messtools mit denen die Koordinaten markanter Punkte bestimmt werden können.

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Computersimulationen zum Durchflug durch ein stilisiertes Brandenburger Tor mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten (0,01c / 0,5 c / 0,9 c / 0,95c / 0,99 c) als Videos zum Herunterladen. Verlinkt sind interaktive Messtools mit denen die Koordinaten markanter Punkte bestimmt werden können.

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Photoeffekt

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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.

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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.

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Comptoneffekt

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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.

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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.

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Millikan-Versuch

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

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

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Potentialtopf-Modell

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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.

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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.

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Tunneleffekt

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Dieses downloadbare (Windows-)Programm löst die eindimensionale, stationäre Schrödingergleichung für den Aufenthalt eines Elektrons in einem Linearen Potentialtopf auf numerischem Weg.
Dabei lassen sich drei Szenarien einstellen:
1. Linearer Potentialtopf mit unendlich hohen Wänden
2. Linearer Potentialtopf mit einer niedrigen, aber breiten Wand
3. Linearer Potentialtopf mit einer niedrigen und schmalen Wand.
Die Höhe (Potentielle Energie) und die Breite der Wand lassen sich bei 2. und 3. variieren.
Durch Eingabe der Gesamtenergie des Elektrons lassen sich Wellenfunktionen finden, die innerhalb der Wand gegen Null konvergieren. Nur diese Wellenfunktionen sind physikalisch sinnvoll und beschreiben das Eindringen in die Wand bzw. das Durchtunneln der Wand im Sinne des quantenmechanischen Effekts richtig.

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Dieses downloadbare (Windows-)Programm löst die eindimensionale, stationäre Schrödingergleichung für den Aufenthalt eines Elektrons in einem Linearen Potentialtopf auf numerischem Weg.
Dabei lassen sich drei Szenarien einstellen:
1. Linearer Potentialtopf mit unendlich hohen Wänden
2. Linearer Potentialtopf mit einer niedrigen, aber breiten Wand
3. Linearer Potentialtopf mit einer niedrigen und schmalen Wand.
Die Höhe (Potentielle Energie) und die Breite der Wand lassen sich bei 2. und 3. variieren.
Durch Eingabe der Gesamtenergie des Elektrons lassen sich Wellenfunktionen finden, die innerhalb der Wand gegen Null konvergieren. Nur diese Wellenfunktionen sind physikalisch sinnvoll und beschreiben das Eindringen in die Wand bzw. das Durchtunneln der Wand im Sinne des quantenmechanischen Effekts richtig.

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