Physikalische Grundlagen der Strahlentherapie mit Photonen In Deutschland erkranken aktuell mehr als 500.000 Personen im Jahr an Krebs. Bei jeder zweiten erkrankten Person kommt im Laufe der Erkrankung eine Strahlentherapie zum Einsatz. Ziel der Strahlentherapie ist, die Krebszellen mithilfe ionisierender Strahlung zu zerstören und so die Krankheit zu heilen. In diesem Beitrag werden die physikalischen Grundlagen der Strahlentherapie mit Photonen behandelt. Ihre Lernenden lernen die Grundlagen kennen und erarbeiten an einem Fallbeispiel einen eigenen Th... » mehr Physik Klassenstufe 11/12/13 Berufliche Schulen/Gymnasium/Mittlere Schulformen
Quantenphysik am Doppelspalt Doppelspaltversuche offenbaren Phänomene der Quantenphysik besonders deutlich, wenn die Strahlungsquelle so weit ausgedünnt wird, dass nur noch einzelne Teilchen nacheinander das Beugungsobjekt treffen. In diesem Beitrag lernen Ihre Schülerinnen und Schüler Doppelspaltversuche kennen, die mit einzelnen Photonen, Elektronen und Neutronen durchgeführt wurden, wobei sich der Wahrscheinlichkeitsbegriff als grundlegend bedeutend für die Interpretation der Ergebnisse erweisen wird. » mehr Physik Klassenstufe 12/13 Gymnasium
Beugung am Doppelspalt Der Oberstufenbeitrag für den Physikunterricht handelt von dem berühmten Doppelspaltexperiment, der klassischen Wellenoptik und der Beugung einzelner Quantenobjekte. Mit Experimenten und zum Selbstlernen geeigneten Aufgabenblättern bringen Sie Ihrer Klasse wichtige Kernaussagen der Quantenmechanik näher. Sie festigen das Verständnis der Lernenden durch interessante Rechenaufgaben und den Einsatz einer Lernerfolgskontrolle. Mit einfachen Erklärungen schaffen Sie ein leichteres Verständnis und ide... » mehr Physik Klassenstufe 11/12 Berufliche Schulen/Gymnasium
Photo- und Comptoneffekt Die Wechselwirkung zwischen Photonen und Elektronen in Materie wird überwiegend vom Photoeffekt und vom Comptoneffekt bestimmt. Was dabei genau geschieht, wovon das abhängt und welche wichtigen Anwendungsbereiche damit zu tun haben, erarbeiten sich Ihre Schüler mithilfe abwechslungsreicher und spannender Materialien. Dabei ermöglichen Computersimulationen einen besonders schüleraktivierenden Zugang zum Thema. » mehr Physik Klassenstufe 12/13 Gymnasium
Der Knaller-Test Mit jeder Messung ist eine Störung des beobachteten Zustands eines Objekts verbunden, glaubte man lange Zeit. Heute weiß man, dass Objekte auch dann erkannt werden können, wenn sie mit keinem einzigen Photon in Wechselwirkung getreten sind. Erklären Sie Ihren Schülern, warum das so ist. » mehr Physik Klassenstufe 8 Gymnasium
Elektronen zeigen Welleneigenschaften Bewegte Elektronen haben Welleneigenschaften. Wie lässt sich diese Behauptung des Physikers Luis de Broglie experimentell beweisen? Der Beitrag behandelt dazu einen Schulversuch (Elektronenbeugungsröhre) sowie drei historische Experimente, nämlich das Doppelspaltexperiment von Jönsson, das elektronenoptische Biprisma nach Möllenstedt und Düker und die Elektroneninterferenz nach Davisson und Germer. Die Arbeitsblätter bauen nicht aufeinander auf - können also unabhängig voneinander (auch einzeln)... » mehr Physik Klassenstufe 12 Gymnasium
Der Compton-Effekt Bis zur Entdeckung des Compton-Effekts (1922) war der Fotoeffekt (1887) der einzige Hinweis, dass sich Licht nicht nur wie eine Welle, sondern auch wie ein Strom von Teilchen verhalten kann. Mit dem Compton-Effekt konnte in einem weiteren Experiment der Teilchencharakter des Lichts bestätigt werden. Dieser Effekt ist ein wichtiger Meilenstein in der Entwicklung der Quantentheorie. Behandeln Sie ihn daher in Ihrem Unterricht. » mehr Physik Klassenstufe 11/12 Gymnasium
Der Fotoeffekt Was ist das Licht? Diese einfache Frage lässt sich nur schwer beantworten. Bekannte Wissenschaftler, wie Isaac Newton (1643-1727), James Clerk Maxwell (1831-1879), Albert Einstein (1879-1955) oder Richard Feynman (1918-1988), haben sich mit ihr auseinandergesetzt. Vermitteln Sie Ihren Schülern die wesentlichen Erkenntnisse dieser Herren. » mehr Physik Klassenstufe 12 Gymnasium
Schrödingers Atommodell Immer wieder hat man die Vorhersagen der Quantenphysik experimentell bestätigt. Zum Beispiel gelang es 1993 Wissenschaftlern einer IBM-Forschungsgruppe, mithilfe einer Rasterkraftmikroskops die wellenartige Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Oberflächenelektronen in einem Kreis aus 50 Eisenatomen aufzunehmen, die mit dem Rasterkraftmikroskop in diese Form geordnet worden waren. Erklären Sie Ihren Schülern, wie man die experimentellen Befunde mithilfe der Quantenphysik deutet. » mehr Physik Klassenstufe 12 Gymnasium
Ein Quantenzirkel In Zusammenhang mit Interferenzphänomenen wird Licht als Welle betrachtet. Aber diese Theorie hat ihre Grenzen. So lassen sich die Phänomene beim Fotoeffekt nur mit dem Teilchencharakter der Lichtquanten erklären. Die Quantenphysik sieht Lichtquanten weder als Korpuskeln an, die auf Bahnen fliegen, noch als Wellen mit kontinuierlicher Energieverteilung. Lassen Sie Ihre Schüler in einem Stationenzirkel die Geheimnisse des Mikrokosmos erforschen! » mehr Physik Klassenstufe 12 Gymnasium