Schüleraktivierende Unterrichtsmaterialen zur Quantenphysik Teil 1 Auf dem Weg zur Quantenphysik - Softcover

Traditionell steht im Mittelpunkt des schulischen Interesses an der Quantenphysik die Frage, ob Elektronen oder Photonen nun Teilchen oder Wellen sind, eine Problemstellung, die vielfach mit dem Schlag­wort „Welle-Teilchen-Dualismus" charakterisiert wird, den es in seiner ursprünglichen Bedeutung bekanntlich nicht gibt. Demgegenüber wurde vom Autor - aufbauend auf wichtigen Vorarbeiten von Küblbeck und Müller - ein neues Konzept zur Behandlung der Quantenphysik für die Schule vor­geschlagen, das „Grund­fakten", vergleichbar mit den Küblbeck-Müller'schen „Wesenszügen", in den Vordergrund stellt. Die „Grundfakten" ähneln Axiomen der Quantenphysik, mit de­ren Hilfe eine große Zahl von Er­scheinungen und Beobachtungen der Quantenphysik zumindest qualitativ - auf heu­ristische Weise - „erklärt" werden können. Statt des so genannten „Welle-Teilchen-Dualismus" werden hier Unbestimmtheit und Komplementarität in den Vorder­grund gestellt. Das neue Konzept ist im Internet unter http://www.forphys.de ausführlich mit vielen weiteren Materialien dargestellt. In den Teilbänden dieser Veröffentlichung werden vielfältige und sorgfältig ausgearbeitete Unterrichtsmaterialien präsentiert, mit denen sich Schüler die schulische Teilmenge der Quantenphysik selbst erarbeiten können durch un­terschiedliche Methoden wie Lernen an Stationen, Kurzreferate, Internet-Recherche, Gruppenpuzz­le, der Fragebogen- oder der Zettelkasten-Methode etc. Im vorliegenden 1. Teil werden Materialien zu Vorstufen der Quantenphysik bereitgestellt, also zu Interferenz-Versuchen, Welcher-Weg-Experimenten, Versuchen zum Teilchenbegriff der Quantentheorie, zu Photonen und zum Planck'schen Wirkungsquant. Ein Abschnitt widmet sich auch der so genannten "Modell-Philosophie", die eher traditionellen Vorgehensweisen entspricht.

Der Autor war viele Jahre als Gymnasiallehrer für Mathematik und Physik in Würzburg tätig und bildete zuletzt als Seminarlehrer junge Referendare zu Physiklehrern an Gymnasien aus. Als promovierter Diplomphysiker arbeite er in der Atom- und Kernphysik und der Festkörperphysik und erwarb sich dabei gründliche Kenntnisse der relativistischen und nichtrelativistischen Quantentheorie und der Vielteilchentheorie. Im Rahmen von Lehraufträgen konnte er seine Kenntnisse auch an Studenten weitergeben. Während seiner schulischen Tätigkeit betrat er vielfach Neuland im Bereich des forschenden Lernens, vor allem mit Schülerversuchen zur Erarbeitung physikalischer Sachverhalte. Er entwickelte Soft- und Hardware für den Computereinsatz im Physik-Unterricht mit den zugehörigen neuartigen unterrichtlichen Konzepten. Er entwarf ein neues Konzept zur Behandlung der Quantenphysik in der Schule, zu dem hier Unterrichtsmaterialien vorgestellt werden.