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.

Die Simulation zeigt einen Versuchsaufbau zur Bestimmung des PLANCKschen Wirkungsquantums \(h\) und der Austrittsarbeit \(W_{\rm A}\): Aus dem Licht…

Die Animation zeigt ein Verfahren zur Bestimmung des Ladungsvorzeichens und gegebenenfalls der spezifischen Ladung der Teilchen, die beim…

Die Simulation zeigt die Beugung von Elektronen an einer polykristallinen Graphitschicht mit den Netzebenenabständen \(d_1=2{,}13 \cdot…

Die Simulation zeigt die Entstehung des bekannte Interferenzmusters bei der Beugung am Doppelspalt durch das Auftreffen einzelner Photonen auf dem…

Die Animation zeigt das Verhalten klassischer Teilchen am Doppelspalt.

Die Animation zeigt das Verhalten einer klassischen Welle am Doppelspalt.

Die Animation zeigt das Verhalten von Quantenobjekten wie Photonen oder Elektronen am Doppelspalt.

Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtungen des Experiments zum Nachweis einer oberen Grenzwellenlänge beim Photoeffekt.

Die Animation zeigt die Klassische Vorstellung der Abhängigkeit der Ablösung der Elektronen aus dem Metall beim Photoeffekt von der…

Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtungen des Versuchs zum Nachweis des trägheitslosen Einsetzens des Photoeffekts.

Die Animation zeigt das Versuchsprinzip zur klassischen Abschätzung der Ablösezeit der Elektronen aus dem Metall beim Photoeffekt.

Die Animation zeigt das klassische und das moderne Modell der Lichtausbreitung.

Die Animation zeigt das Prinzip der Messung der kinetischen Energie der beim Photoeffekt ausgelösten Elektronen über die Spannung, die sich zwischen…

Die Animation zeigt das Prinzip des COMPTON-Effekts.

Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtungen des 2. Teilversuchs, bei dem eine zuerst ungeladene und später positiv geladene…

Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtungen des 1. Teilversuchs, bei dem eine negativ geladene Zn-Platte mit dem Licht…

Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtungen des 3. Teilversuchs, bei dem eine negativ geladene Platte, vor der sich eine…

Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtungen des Versuchs, bei dem die Stärke des Photostroms in Abhängigkeit von der…

Die Animation zeigt die Veränderung der Frequenz/Farbe von Photonen, die in der Höhe \(H\) emittiert und am Erdboden absorbiert werden.

Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtungen des qualitativen Experiments zum Nachweis des COMPTON-Effekts.

Die Animation zeigt die Bewegung des Sonnenwindseglers um die Erde mit die Stellung der Sonnensegel zum Sonennwind.

Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtungen des Versuchs zur selbstaufbauenden Photospannung.