Quantenphysik / Mikroobjekte - Josef Leisen - Studienseminar für ...

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32 5. Deutung der Ringe 6. Auswertung BRAGG-Gleichung 7. Bestätigung der DE-BROGLIE-Gleichung λ 2d sin α = n λ 1/U 1/2 8. Analoge Experimente mit anderen Wellen Die Deutung der Ringe führt auf die Beugung an stochastisch verteilten Einkristallen. (-> Ringe statt Streifen) Die Tatsache, dass zwei Netzabstände, zwei Gitterkonstanten beteiligt sind, führt zu zwei Ringen erster Ordnung. Die Deutung der Ringe führt auf die Beugung an stochastisch verteilten Einkristallen (→ Ringe statt Streifen). Die Tatsache, dass zwei Netzabstände, zwei Gitterkonstanten beteiligt sind, führt zu zwei Ringen erster Ordnung. Trägt man die Wellenlänge λ gegen 1/U 1/2 auf, so erhält man eine Gerade. Über den Energiesatz: 1/2 mv 2 = eU kann man durch Einsetzen aus der Steigung die DE-BROGLIE-Gleichung bestätigen: λ=h/p=h/mv=h/(2emU) 1/2 Analoge Experimente zur BRAGG-Reflexion lassen sich durchführen mit: Mikrowellen am Styropor-Nagel-Gitter Drehkristallmethode mit Röntgenstrahlen an NaCL- Kristallen DEBYE-SCHERRER-Verfahren mit Röntgenstrahlen. Der Zeitrahmen ist zu beachten.
9. Anwendungen und Übungen 1.4 Erkenntnistheoretische Positionen zum Doppelspaltexperiment Didaktischer Kommentar: Das Verfahren hat Anwendungen: in der Untersuchung von Kristallstrukturen, bei der Elektronenmikroskopie. Hier ist der Zeitrahmen zu beachten. Das Doppelspaltexperiment liefert im Sinne von Erfahrungstatsachen eine ganze Reihe von Eigenschaften gleichartig präparierter Mikroobjekte. Die gleichartige Präparation der Mikroobjekte lenkt den Blick auf Quantenphänomene als stochastische Phänomene. Die Nähe zu einer Ensemble-Deutung ist groß, schließt aber andere nicht aus, sofern man sich an die experimentellen Befunde als kleinster gemeinsamer 'interpretationsarmer' Nenner hält. Interpretationsfrei sind weder Befunde noch eine Auflistung von Eigenschaften. So wird man frühzeitig an die Frage herangeführt, ob sich die Wellenfunktion auf einzelne Mikroobjekte oder nur auf eine Ensemble von Mikroobjekten bezieht. Das Doppelspaltexperiment lässt viele Interpretationen zu. Bereits in einer frühen Phase lassen sich zugrunde liegende erkenntnistheoretische Positionen erarbeiten. Didaktisch vordringlich ist es, den Schülerinnen und Schülern bewusst zu machen, dass jedem Herangehen an die 'objektiven' Eigenschaften des Verhaltens gleichartig präparierter Mikroobjekte bereits implizit erkenntnistheoretische Positionen mitschwingen, die jeder meistens unbewusst mit einbringt. Das vordringliche Ziel dieses Abschnittes ist es, den Schülerinnen und Schülern das implizite Mitschwingen von 'metaphysischen Hintergrundüberzeugungen' bewusst zu machen. Das erleichtert später den Zugang zu den verschiedenen Interpretationen der Quantenphysik im Baustein Interpretationen der Quantenphysik. Falls man diesen Baustein nicht behandeln möchte, kann man es bei dem nachfolgenden Vorgehen belassen. Didaktisch entscheidend ist die Anbindung an die eigenen metaphysischen Hintergrundüberzeugungen. Dies geschieht hier durch Vorlage von 28 verschiedenen Aussagen zum Doppelspaltexperiment. Es handelt sich dabei bis auf wenige Ausnahmen um Zitate berühmter Physiker, meistens Nobelpreisträger. Die Zitate sind allerdings auf das Doppelspaltexperiment 'umgeschrieben'. Durch diese Methode wird einerseits die Seriosität der verschiedenen erkenntnistheoretischen Positionen unterstrichen und andererseits die Zahl der Interpretationen begrenzt. Mit diesem unterrichtsmethodischen Vorgehen wird folgendes erreicht: 33
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