Quantenphysik in 15 Minuten?
 

hallo Leute,

ich bin neu hier und ich hoffe, dass diese Frage hier reinpasst.. (:

ich halte nächste Woche in meiner Schule eine Präsentation über Quantenphysik, die 10-15 Minuten lang sein soll.

Nun stellt sich die Frage, was ich in diese kurze Zeit alles reinpacken soll / was die wichtigsten Grundlagen sind?


Ich will auf jeden Fall das Doppelspaltexperiment einbauen, weil ich finde, dass es sehr wichtig und aussagekräftig ist, aber vielleicht auch noch ein paar allgemeine Punkte?

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Hallo,

der Photoeffekt müsste schon mit rein, denke ich.

In welcher Jahrgangsstufe bist du denn?

LG soon

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Hi Neutrino,

klar.

Welche Mittel hast du denn zur Verfügung bzw. willst du nutzen?

Klar, Doppelspalt muss mit rein. Ein sinnvoller Einstieg ist bei Max Planck. Wirkung, also Energie pro Zeit, wird immer nur gequantelt ausgetauscht.

Vielleicht lässt sich mit der, bei dem einen oder anderen Interesse weckenden Frage beginnen, ob unsere Welt wie eine Analog- oder wie eine Digitaluhr funktioniert. Nur ne Idee ... Weckt vielleicht ein Gefühl dafür, um was für Fragen es bei der Quantentheorie geht.

Grüße, amc

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Danke erstmal für die schnellen Antworten!

Ich bin in der 7. Klasse Gymnasium, also nächstes Jahr hab ich Matura. Aber die Schule ist nicht sehr naturwissenschaftlich orientiert, die Schüler/Innen haben also keinen blassen Schimmer von der Quantenphysik..

Naja ich hätte an eine PowerPoint gedacht, aber es soll wie ein Vortrag sein. Quantenmechanische Experimente kann ich wohl nicht vorführen ;)

super Idee, vielleicht kann ich das einbauen. danke!

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Daran kann man sich vielleicht etwas orientieren:

Planck (Wirkungsquantum), Photo-Effekt, Welle-Teilchen-Dualismus, Atom-Modell, Unschärferelation (oder Unbestimmtheitsrelation), Doppelspalt, Quantenteleportation, Quantenkryptografie.

Wenn man alles kurz anreißt, könnte es passen mit 10-15min. Und es sind alles Begriffe, von denen jeder schon gehört haben könnte - zumindest unbewusst. :)

Vielleicht liest du dir mal diesen Text von quanten.de durch, ist möglicherweise hilfreich: http://quanten.de/wassindquanten.html

Grüße, amc

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Ich würde ein oder zwei Experimente vorstellen, bei denen klar wird, dass Quanten sich anders verhalten, als wir erwarten. Z. B.:
http://homepage.hispeed.ch/philipp.w...e_grossen.html
oder:
Quantenradierer
etwas anspruchsvoller:
http://homepage.hispeed.ch/philipp.w...nradierer.html

Ausserdem solltest du erwähnen, dass die Quantentheorie unseren Alltag vollkommen verändert hat. Die folgenden Entdeckungen basieren auf der Quantentheorie:
Die Grundlage der ganzen Mikroelektronik inklusive Computern: Diode und Transistor (entdeckt von theoretischen Physikern, die die Quantentheorie besser verstehen wollten), der Laser (meines Wissens von Einstein erfunden), Elektronenmikroskop und damit die Möglichkeit der Mikrobiologie. Die moderne Chemie und Molekularbiologie, Gentechnologie und Medizin ist ohne Quantentheorie undenkbar.

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Neutrino, hierüber solltest du dir bewusst sein: Interpretationen der Quantenmechanik. Solltest du vielleicht auch kurz erwähnen. Hol aber nicht zu weit aus, wie bei allem anderen auch. Ist in der Zeit ja aber auch gar nicht möglich. Und ein paar sollen ja auch zuhören und folgen können. :)

Gibt natürlich noch andere Themen zur Quantenmechanik.

Wenn dir der Doppelspalt (DS) zusagt, nimm doch einfach überproportional viel Zeit für den DS.

Vielleicht lässt sich ja auch ein gutes und knappes Youtube-Video zum DS finden, wenn das erlaubt ist und sich einbauen lässt. Kann vielleicht Arbeit ersparen und die Sache gut darstellen.

Oder zeig gleich ein 15min Video ;)

Ist aber sicher nicht verkehrt mal nach solchen Videos zu suchen. Dann siehst du, wie die das in 15min packen.

Die Darstellung eines Quantenradierers kannst du leicht mit dem Doppelspalt verbinden. Ich empfehle dir da aber als Basis ausdrücklich eher den Wiki-Artikel: http://de.wikipedia.org/wiki/Quantenradierer.

Ein Drittel des weltweiten Brutto-Sozial-Produktes wird mit auf Quantenmechanik basierender Tehchnologie erwirtschaftet. Wie von Philipp angemerkt, sollte etwas aus dieser Richtung unbedingt erwähnt werden.

Grüße, amc

P.S.: Wünsche dir schon mal viel Spaß und Erfolg! Und frag nach, wenn dir was unklar ist oder du nicht weißt, wie sich etwas sinnvoll und aussagekräftig zusammenfassen lässt.

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Hallo Neutrino

wichtig ist es auch in einem Vortrag Worte zu verwenden, die die Zuhörer aus ihrem Alltag kennen.

Falls also der Lehrer oder jemand anders fragt
"Was ist denn ein Quant / Quantum?" könntest du den Begriff "Portion", bzw. "das ist die (angeblich) kleinste Portion Energie, die es gibt" verwenden.

Das ist die ursprüngliche Erkenntnis der Quantentheorie, dass selbst Licht in Portionen vorkommt.
(Plancksches Wirkungsquantum)

Im Eiskaffe wäre die kleinste Portion eine Kugel, wenn Zuhörer Begriffe der Quantentheorie mit Begriffen aus ihrem Alltag verbinden können, dann hat man mehr interessierte Zuhörer.

(Kommt ein Urknall-Plasma-Teilchen bei der Urknall-Eisdiele vorbei und sagt:
"Ich hätte gern 5 Kugeln Energie-Eis, sagt ein anderes "Ääh?, Was willst du denn mal werden?, ich brauch für später 1025 Kugeln")

Die Welt scheint aus kleinsten Portionen zu bestehen, viel kleiner als Atome und kleiner als Atomteilchen sind,
die aber keine festen Körper sind, sondern Energieportionen.

Planck selber hat daraus noch die interessanten Planck-Einheiten abgeleitet:
kleinste Länge, kleinstes Volumen, kürzeste Zeitspanne usw.

http://de.wikipedia.org/wiki/Planck-Einheiten

Er hat sinngemäß selber geäußert, (und das im vorletzten Jahrhundert):
dass diese Skala selbst für Außerirdische wichtig sei.

So ein Satz kommt auch immer gut in Referaten,
moment ich such das Zitat raus...

Eine Planckmasse ist sogar fast schon auf der „menschlichen“ Größenskala – ein Floh wiegt 4.000 bis 5.000 Planckmassen.

Auch wenn du erklärst, dass selbst die Zeit "geqauntelt" ist, das heißt
"Kürzer oder schneller als die Planck-Zeitspanne ( 5,39106 · 10−44 s) geht nicht",
mit dem Wissen kannst du die Zuhörer den Begriff "Gegenwart" mal selber neu definieren lassen.

Naja, erstmal soviel, ich hoffe das alles war nicht zuviel.

Gruß Merman

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Die Plancklänge etc. ist keine kleinste Länge. Sie gibt pi mal Daumen eine Größenordnung an, unterhalb derer die Beschreibung durch die Allgemeine Relativität nicht mehr ausreicht, d.h. Effekte einer quantisierten Theorie der Gravitation wichtig werden.
Eine etablierte Theorie der Quantengravitation gibt es aber noch nicht. Diese Planck-Größen geben also Größenordnungen an, unterhalb derer die bekannten Standardtheorien keine zuverlässigen Aussagen machen können.

Meines Wissens ist nicht so klar, ob Raum und Zeit überhaupt gekörnt oder gequantelt sind. Nach der Standardquantenmechanik ist die Wirkung gequantelt und somit für gebundene Probleme (z.B. Atome) auch die Energie.

Gruss,
Hawkwind

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Genau, sehr wichtig. Die Frage stellt sich, dazu gibt es ja auch viele Konzepte, aber letztendlich wissen wir nicht genau wie Raum und Zeit aufgebaut sind.

Grüße, amc