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Quantenphysikalische Inhalte aus der modernen Forschung

Grundlagen und Anwendungen der Quantenphysik werden experimentell erforscht und anschließend ausgewertet sowie präsentiert.


Quantenphysik ist ein besonders faszinierender Bereich. Jeweils vier Schüler*innen können bei Light & Schools in einer 2,5-stündigen Forschungsphase an einem von sechs Experimenten – vier unten aufgeführt sowie die optische Pinzette und der Praseodym-Festkörperlaser – arbeiten. Alle Experimente können parallel angeboten werden, sodass Kurse von bis zu 24 Schüler*innen teilnehmen können. Das Forschen an dem Experiment wird von einem/r Student*in der Naturwissenschaften betreut.

Im Anschluss hat jede Vierergruppe die Aufgabe, innerhalb von zwei Wochen ein wissenschaftliches Poster anhand einer Vorlage zu erstellen. An einem zweiten Termin, welcher im Schullabor oder an der Schule stattfindet, präsentieren die Schüler*innen sich gegenseitig ihre Ergebnisse. Hierbei werden auch Aspekte der Berufsorientierung beachtet. Die Durchführung des Angebotes wird fachdidaktisch beforscht.

  • Doppelspaltexperiment mit einzelnen Photonen: Im ersten Teil werden einige Messungen mit Hilfe eines Lasers durchgeführt. Danach justieren die Schüler*innen eine stark abgeschwächte Lichtquelle auf eine Detektoreinheit. Mit dieser Einheit können dann Experimente mit einzelnen Photonen simuliert werden.
  • Quantenradierer: In diesem Experiment bauen Schüler*innen ein Mach-Zehnder-Interferometer auf. Die entstehenden Interferenzmuster werden mithilfe von Polarisatoren manipuliert und die Ergebnisse werden klassisch diskutiert. Anschließend wird die Analogie zwischen diesem Experiment und dem Gedankenexperiment „Schrödingers Katze“ erläutert.
  • Datensicherheit mit Quanten: In diesem Experiment wird die Übertragung von Daten mit Hilfe von Polarisationszuständen von Laserlicht erläutert. Die Schüler*innen übertragen eine Nachricht nach dieser Methode und erweitern das Verfahren, um es abhörsicher zu machen.
  • Welle-Teilchen-Dualismus: Die Schüler*innen wiederholen die Grundlagen der Beugung am Gitter und lernen während verschiedener, spektroskopischer Messungen den Dualismus kennen.

Kosten

Das Angebot ist kostenfrei.

Anmeldung

Anmeldung per Mail an lschoolsphysnet.uni-hamburg.de.

Altersklasse

von 16 bis 21 Jahren

Schwerpunkt

Physik

Angebotsformate

Forschungsprojektaußerschulischer Lernort

Bezirk

Altona


Light & Schools / Universität Hamburg

Luruper Chaussee 149
22761 Hamburg

https://www.min.uni-hamburg.de/min-schulportal/light-and-schools/informationen/angebote-oberstufe/quantenphysik.html

Ansprechperson

Herr Bastian Besner
040 8998-5284
lschoolsphysnet.uni-hamburg.de