Hannover 2016 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 17: Präsentation von Experimenten

DD 17.2: Vortrag

Mittwoch, 2. März 2016, 11:40–12:20, V 108

Entdeckung der Proportionalität des Quadrats der Wellenfunktion zur Wahrscheinlichkeitsdichte bei Photonen - Messung mit dem Smartphone und Analyse mit Zeigerdiagrammen — •Andrea Kück^2,4 und Hans-Otto Carmesin^1,2,3 — ¹Gymnasium Athenaeum, 21680 Stade, Harsefelder Straße 40 — ²Studienseminar Stade, Bahnhodstraße 5, 21682 Stade — ³Universität Bremen, Fachbereich 1, Pf 330440, 28334 — ⁴Max-Eyth-Schule, Jierweg 20, 27619 Schiffdorf

Schülerinnen und Schüler untersuchen, wie das Licht am Ende einer Glasfaser des Internets austritt. Als Modellversuch stellen sie ein Beugungsbild hinter einem Einfachspalt her. Sie messen den Verlauf der Beleuchtungsstärke mit einem Smartphone. Sie stellen fest, dass die Beleuchtungsstärke im Wesentlichen der Leistungsdichte und damit der Wahrscheinlichkeitsdichte der Photonen entspricht. Zum Zweck der Berechnung bestimmen Sie mit Hilfe des Zeigermodells den Verlauf der Amplitude. Durch Vergleich entdecken Sie, dass die gemessene Wahrscheinlichkeitsdichte zum Quadrat der Zeigerlänge proportional ist. Sie begründen geometrisch, dass das Quadrat der Zeigerlänge proportional zum Quadrat der Amplitude der Wellenfunktion ist.

Sie erhalten so zwei Ergebnisse: Das Quadrat der Wellenfunktion ist proportional zur Wahrscheinlichkeitsdichte. Der Verlauf des Lichtaustritts am Ende einer Glasfaser kann mit dem Quadrat der Zeigerlänge berechnet werden.