Muss man sich Licht eher als Teilchen oder als elektromagnetische Welle vorstellen? Diese Frage brachte am Freitag, 28. August 2015 den Q2-Leistungskurs Physik von Vera Wethkamp in die Physikwerkstatt Rheinland, wo drei Experimente zum Welle-Teilchen-Dualismus des Lichtes durchgeführt wurden, die in der Schule aus Kostengründen nicht realisierbar sind. Unterstützt und angeleitet wurden die Schülerinnen und Schüler dabei von einer Bachelorstudentin.

Die drei Experimente heißen „Photonenklicker“, „Mach-Zehnder-Interferometer“ und „Doppelspaltexperiment mit einzelnen Photonen“.

Beim „Photonenklicker“ werden einzelne Lichtimpulse per Lautsprecher hörbar gemacht und so der Teilchencharakter des Lichtes gezeigt. Diese einzelnen Teilchen werden dann aber in einem „Mach-Zehnder-Interferometer“ oder im „Doppelspaltexperiment mit einzelnen Photonen“ zur Interferenz (Überlagerung) gebracht. Es entsteht ein typisches Interferenzmuster, das auch bei Wellen vorhanden ist.

Die erstaunliche Erkenntnis: Licht kann Teilchen- und Wellencharakter haben! Lichtteilchen sind Quantenobjekte, die in der heutigen Physik mit Hilfe der Quantenelektrodynamik richtig beschrieben werden.

Durch die drei Experimente konnten die Schülerinnen und Schüler einen experimentellen Zugang zum doch eher theorielastigen Inhaltsfeld der Quantenphysik bekommen.

 

Acht Schülerinnen und Schüler der Klasse 9B wurden in der Woche vom 31. August bis 4. September 2015 im zdi-Schülerlabor der Physikwerkstatt Rheinland zu Experten zum Thema "Windkraft, Brennstoffzelle und Solarzelle" ausgebildet. Von einem Bachelorstudenten betreut, standen ihnen dabei Modelle, Experimente, Literatur und Informationsfilme zur Verfügung.

Damit auch der Rest der 9b von ihrem Wissen profitieren konnte, erstellten die Experten Poster und bereiteten Vorträge vor. Die Experimente und Modelle wurden am Montag, den 7. September, der ganzen Klasse im Physikunterricht präsentiert.

Aufmerksam hörte die Klasse ihren Experten zu und bewunderte die inhaltlich und optisch sehr gelungenen Lernplakate. (s. Foto Windkraft von Johanna und Luisa, Foto Solarzelle von Nick, Andreas und Jakob P., Foto Brennstoffzelle von Simon und Niklas).

Ein ganz herzlicher Dank geht an die Bachelorstudenten im zdi-Schülerlabor der Physikwerkstatt Rheinland für die Bereitstellung der Materialien und die nette Betreuung!

 

Vera Wethkamp

 

 

Windkraft von Johanna und Luisa downsized

Lernplakat der "Windkraft"-Expertinnen, Johanna und Luisa (9b) in der Physikwerkstatt Bonn

 

Brennstoffzelle von Simon und Niklas downsized

Lernplakat der "Brennstoffzellen"-Experten, Simon und Niklas (9b)

 

Solarzelle Plakat downsized

Experimentierdokumentation der "Solarzellen"-Experten, Nick, Andreas und Jakob P. (9b)

 

LK Ph Physikwerkstatt downsized

Schüler des Q2-Physikleistungskurses grübeln in der Physikwerkstatt Bonn über Quantenobjekten

 

(Fotos: V. Wethkamp)

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