Regensburg 2007 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 19: Postersitzung

DD 19.20: Poster

Dienstag, 27. März 2007, 14:00–15:30, H31

Teilchenbeschleunigung einmal anschaulich - Der Kakaobeschleuniger als Demonstrationsexperiment — •Nadine Coberger, Annette Schmitt und Klaus Wendt — Institut für Physik, AG Larissa, Johannes Gutenberg Universität Mainz

Teilchenbeschleuniger haben sich heute zu leistungsfähigen Werkzeugen in der Grundlagenforschung und in vielen industriellen und medizinischen Anwendungen entwickelt. Ihre Funktionsweise ist jedoch durch die aufwändigen und kompliziert anmutenden Beschleunigungseinrichtungen und die generelle Unsichtbarkeit der zu beschleunigenden Teilchen für Laien schwer zugänglich. Um interessierten Schülern dennoch die Möglichkeit zu geben, das Grundprinzip zu verstehen, wurde während einer Staatsexamensarbeit ein Teilchenbeschleunigermodell entworfen, an dem im Rahmen eines Projekttages selbständig experimentiert werden kann. Die dabei zur Beschleunigung verwendeten Teilchen - Kakao oder Bärlappsporen - sind makroskopisch und können mithilfe eines Lasers gut sichtbar gemacht werden. Grundbestandteile der einzelnen Beschleunigersegmente des Modells sind lineare Paulfallen, in denen die Makroteilchen zunächst gefangen und dann über eine angelegte Spannungsdifferenz gezielt von Segment zu Segment beschleunigt werden können. Neben dem Prinzip der Teilchenbeschleunigung über zeitlich variierende elektrische Potentiale lernen die Schüler die Hintergründe der Speicherung geladener Teilchen in Paulfallen kennen, wobei sie in einem vorbereitenden Projektteil eigene einfache Fallen aufbauen. Damit ermöglicht das Praktikum einen faszinierenden und lebendigen Eindruck in die modernen Physik.