Kann man Atome sehen (Leitprogramm)

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Autor
Hans Peter Dreyer

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Inhalt und Lernziele

In 12 Lektionen kann man nicht Quantenmechanik lernen, wohl aber ein gewisses Verständnis entwickeln für die Besonderheiten des Mikrokosmos, die erst im 20. Jahrhundert entdeckt worden sind. Die Quantenphysik liefert die Grundlagen zu so verbreiteten Anwendungen wie dem Transistor und dem Laser und sie ermöglicht, durch das Tunnelmikroskop einen Blick auf einzelne Atome zu werfen.

Zuerst lernen Sie, dass das Licht nicht bloss Wellen- sondern auch Teilcheneigenschaften zeigt und ferner dass und weshalb das Auflösungsvermögen eines Lichtmikroskop nicht ausreicht um Atome zu sehen. Im 2. Kapitel erfahren Sie komplementär, dass Elektronen und andere Elementarteilchen auch Welleneigenschaften besitzen und dass ferner das Elektronenmikroskop einzelne Atome sichtbar machen kann. Als Synthese des scheinbar widersprüchlichen Verhaltens von Quantenobjekten wird im Kapitel 3 die Unschärferelation angeboten. Sie erlaubt eine Beschreibung verschiedenartiger Phänomene, insbesondere des Tunneleffekts. Wie er im Raster-Tunnelmikroskop ausgenützt wird, rundet den Einblick in eine unbekannte Welt ab. 

Vorwissen

Grundbegriffe der Strahlennoptik, Wellenoptik und des Elektromagnetismus

Dauer

Fundamentum: 12 Lektionen, Additum 1: 4-8 Lektionen, Additum 2: 4-8 Lektionen

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Weitere Informationen zur Unterrichtseiheit

Schlagwörter Licht, Materie, Quantenphysik, Realität
Schultyp, Schulstufe Grundlagenfach in Gymnasien Klassen 10-13, Fachhochschulen
Sprache deutsch
Revision der Unterrichtseinheit Februar 2002
 
 
URL der Seite: http://www.educ.ethz.ch/unterrichtsmaterialien/physik/atome.html
Fri Jun 23 02:32:33 CEST 2017
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