Lehrerfortbildung Quantisierte Energiezustände 25. Juni 2020

Gegenstand dieser Lehrerfortbildung ist die experimentelle Untersuchung der quantisierten Energieaufnahme und -abgabe von Atomen. Im Zentrum stehen dabei Elektronenstoßversuche nach Franck und Hertz.

Der klassische „Franck-Hertz-Versuch“ wird im Rahmen der physikalischen Grundausbildung an Schulen häufig als Beleg für die quantisierte Energieaufnahme von Atomen herangezogen, gemessen wird jedoch typischerweise keine Energie, sondern eine periodische Modulation der Stromstärke der auf die Anode auftreffenden Elektronen. Der Rückschluss auf die quantisierte Energieaufnahme von Atomen erfolgt vergleichsweise indirekt und zahlreiche Darstellungen der atomaren Prozesse in Lehrbüchern und auf Webportalen stehen in Widerspruch zu experimentellen Daten und wissenschaftlichen Simulationen.1

In dieser Lehrerfortbildung führen Sie an Franck-Hertz-Röhren mit Neon und Quecksilber Experimente durch, die direktere Rückschlüsse auf die zugrundeliegenden Prozesse der Energiewandlung auf atomarer Skala ermöglichen. Im Prozess der physikalischen Modellbildung diskutieren Sie explizit den Unterschied zwischen makroskopischen Messgrößen und quantenmechanischen Zustandsgrößen. Zentrale Prozesse und Wechselwirkungen beschreiben Sie sowohl im Teilchenbild als auch mit Wellenfunktionen. Zudem diskutieren Sie Verbindungen zu anderen Grundlagenexperimenten der Atom- und Quantenphysik.

1Physik Journal 13, Nr. 3 (2014) S. 43-49

Tagesablauf:
09:00 – 12:30 Uhr Einführung, Experimentelles Arbeiten und physikalische Modellbildung
12:30 – 13:30 Uhr Mittagspause
13:30 – 16:00 Uhr Atom- und quantenphysikalische Grundlagen, experimentelles Arbeiten
16:00 – 17:00 Uhr Impulsvortrag und Diskussion „Interpretation der Quantenmechanik“

Bei inhaltlichen Fragenwenden Sie sich bitte an Öffnet Fenster zum Versenden einer E-MailDr. Carsten Nowak

Kursgebühr: 10 EUR

Zur Datenauswertung stehen Notebooks mit Windows Betriebssystem und Office Paket zur Verfügung. Gern können Sie Ihre vertrauten Systeme zur Auswertung mitbringen.