Nanotechnologie in der Schule - Prof. Dr. Thomas Wilhelm

Ferienakademie
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Im Rahmen des ersten unterfränkischen Ferienseminars für besonders begabte und interes-
sierte Schülerinnen und Schüler hatten Mädchen und Jungen der 11. und 12. Jahrgangs-
stufe aus unterfränkischen Gymnasien die Möglichkeit, am 04. August 2010 einen Tag im
physikalischen Institut der Universität Würzburg zu verbringen. Hierzu wurden vom Lehr-
stuhl drei verschiedene Versuchsstationen mit dem Themen Physik und Musik, Windkanal
und Rastertunnelmikroskop angeboten. Alle Schüler, die sich an diesem Tag für die Physik
entschieden hatten, durchliefen diese Stationen jeweils 90 Minuten lang. Trotz der Mög-
lichkeit, an diesem Tag ein alternatives Programm in der Biologie zu absolvieren, lag der
Anteil der Schülerinnen bei etwa 30 %.
7.1 Grundlegende Konzeption
Da man davon ausgehen kann, dass die Schüler zu den Themen Tunneleffekt und Rastertun-
nelmikroskopie noch über keinerlei Vorwissen verfügen, wurde die Entscheidung getroffen,
von der bisher am Lehrstuhl gängigen Vorgehensweise für die Erstellung und Durchführung
einer Schülerlaborstation abzuweichen. Es wurde ein Handout erstellt, das einen relativ
langen Theorieteil enthält (siehe im Anhang Kapitel A.2 auf Seite 175). Dieser Teil dient
lediglich dazu, das für den Versuch notwendige Wissen zu schaffen. Hierbei wurde zuerst
die historische Entwicklung des Rastertunnelmikroskops kurz dargestellt und es wurde
erläutert, warum ein solches Mikroskop nötig ist. Anschließend wurde kurz der Aufbau
des gesamten Mikroskops skizziert. In einem weiteren Teil sollten die Schüler die Idee des
Welle-Teilchen Dualismusses kennen lernen. Letztendlich wurde auf dieser Wissensbasis
der quantenmechanische Tunneleffekt erläutert. In diesem Zuge wurde kurz die Funktion
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