Der hier vorgestellte Online-Kurs mit interaktiven GeoGebra-Applets bietet variabel einsetzbare Materialien zum Lehren und Erlernen der Grundbegriffe der Wellenlehre. Der Lehrende oder die Lernenden können mithilfe dynamischer Java-Applets, die mit GeoGebra erstellt wurden, gleichsam die Zeit schnell, langsam, vorwärts oder rückwärts laufen lassen und auch anhalten. Parameter wie Amplitude, Frequenz und Phasengeschwindigkeit können kontinuierlich verändert und so deren Einfluss auf die Erscheinung einer Welle beobachtet werden. Material steht zum Download zur Verfügung.
In dieser Unterrichtseinheit werden die Wahrscheinlichkeitswellen von Quantenobjekten hinter einem Doppelspalt per Handzeichnung visualisiert und mit dem gewohnten Interferenzbild klassischer Wellen verglichen. Mehrere Bilder für aufeinander folgende Zustände der sich ausbreitenden Welle lassen sich mithilfe von Präsentationsprogrammen, wie zum Beispiel PowerPoint, zu einer kleinen Animation kombinieren, in der man die Bewegung der Welle und besonders der Wellenzeiger verfolgen kann. Material steht zum Download zur Verfügung.
So sehen Atome aus! Bilder, Videos und Programme zeigen das Wasserstoffatom
und das Elektroniummodell. Man findet: 3D Bilder von Orbitalen, 2D Bilder von Dichteverteilungen, eine Übersicht über die Orbitale sowie Videos von atomaren Übergängen in 3D und in 2D.
Die Geschwindigkeit von Sternen im Weltall und winzig kleinen Blutkörperchen in den Adern werden nach demselben physikalischen Prinzip gemessen - dem Dopplereffekt. Benannt nach seinem Entdecker, dem österreichischen Mathematiker und Physiker Christian Andreas Doppler. Das Dopplerprinzip ist die Grundlage für viele Anwendungen in der Luftfahrt, der Medizin, der Astronomie und der Medizin. Erklärt wird auf der Website z.B. die Wirkungsweise von Radar und Echolot.
Sammlung von ca. 60 Applets zur Physik aus den Bereichen Mechanik (z.B. Schräger Wurf, Atwoodsche Fallmaschine, Schiefe Ebene), Schwingungen und Wellen (z.B. Gedämpfter Oszillator, Dopplereffekt, Interferenz und Beugung am Doppelspalt), Elektrizitätslehre (z.B. Lorentzkraft, Schwingkreis, Schaltungen aus Widerständen und Kondensatoren), Quantenmechanik (z.B. Photoeffekt, Bohrsches Atommodel, Schwarzkörperstrahlung), Kernphysik (Radioaktiver Zerfall, Quarks) und Vektorrechnung (Skalarprodukt und Vektorprodukt).
Unterrichtsprojekt für einen Leistungskurs 13 (Gymnasium) zum Thema Quantenmechanik, durchgeführt am Herbart-Gymnasium Oldenburg (Oldb).
Der Zugang zum Welle-Teilchen Dualismus erfolgt über elektromagnetische Wellen und Photonen, die mathematische Behandlung der Quantenzustände folgt der üblichen wissenschaftlichen Darstellung. Zentrale Aspekte sind Experimente mit polarisierten Mikrowellen und das Mach-Zehnder Interferometer, ein Experiment (Video) zum Fluoreszenzabklingen verdeutlicht den statistischen Charakter.
Große Anzahl von Java-Applets mit kurzen Erläuterungen zu den Themen Mechanik (Newtonsche Axiome, Arbeit und Energie, Kreisbewegung, Rotation, Stöße, Gravitation), Fluidmechanik, Schwingungen und Wellen und zur Thermodynamik.
Illustrierter Hypertext mit anschaulichen Bildern und ergänzendem Kapitel ´´Geometrische Optik´´.
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