Hannover 2010 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 19: Postersitzung

DD 19.24: Poster

Dienstag, 9. März 2010, 16:00–18:00, Foyer Osteingang

Einsatz eines Mach-Zehnder-Interferometers mit abgeschwächter Lichtquelle für einen experimentellen Einstieg in die Quantenmechanik — •Sven Leutner¹, Rüdiger Scholz² und Gunnar Friege¹ — ¹Institut für Didaktik der Mathematik und Physik, AG Didaktik der Physik, Leibniz Universität Hannover — ²Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover

Für eine Lehrerfortbildung zur Quantenmechanik in der Schule wurde als zentrales Experiment ein relativ einfaches Mach-Zehnder-Interferometer aufgebaut. Damit ist es möglich, sowohl die Welleneigenschaften als auch die Teilcheneigenschaften von Quanten zu zeigen. Im Betrieb des Mach-Zehnder-Interferometers mit einem hellen Laserstrahl kann man an seinen beiden Ausgängen zueinander komplementäre Interferenzbilder beobachten. Schwächt man nun den Laserstrahl mit Graugläsern hinreichend genug ab, so dass sich nur noch sehr wenige Photonen gleichzeitig im Interferometer befinden und setzt an Stelle der beiden Schirme an den Ausgängen des Interferometers Photomultiplier (Detektoren für einzelne Photonen), so ist es - auf eine verhältnismäßig kostengünstige Art und Weise - möglich, unter bestimmten Annahmen quantenmechanische Eigenschaften von Licht zu zeigen. Zeigen lässt sich beispielsweise die Unteilbarkeit von Photonen und die Welcher-Weg-Information. Es werden der Aufbau des Mach-Zehnder-Interferometers, experimentelle Ergebnisse und deren Interpretation vorgestellt.