Einsteins Schleier(Anton Zeilinger)

Einsteins Schleier (Anton Zeilinger)
Die neue Welt der Quantenphysik
Wir werden das Buch teilweise gemeinsam lesen und die Inhalte im Unterricht genauer besprechen.
Andere Kapitel sollst du eigenständig lesen. Zu diesen Inhalten gibt es dann ein Arbeitsblatt, welches
du freiwillig bearbeiten und zur Beurteilung abgeben kannst. Wir werden keinen Test über die
Quantenphysik machen, jedoch sind die gemeinsam erarbeiteten Kapitel für Maturanten und
Maturantinnen wichtige Prüfungsinhalte.
Gemeinsam im Unterricht werden wir folgende Bereiche bearbeiten:
Kapitel I: Wie alles begann
1) Das ideale Licht
„Es handelt sich beim Hohlraum um eine ideale Lichtquelle, da das ausgesendete Licht nicht
von Eigenschaften der Lichtquelle abhängt.“ (S 12)
Fragen und Aufgaben:
Wie schaut das Spektrum eines Hohlraums aus?
(Spektrum der Hohlraumstrahlung – Scharzkörperstrahlung)
Was versteht man unter der Quantenhypothese
Was ist der photoelektrische Effekt?
Beschreibe Experimente zum photoelektrischen Effekt und Einsteins Analyse.
2) Abschied vom Gewohnten
Fragen und Aufgaben:
Erläutere die Begriffe Kausalität und Akausalität
Welche Erfolge konnten mit Hilfe der Quantentheorie erzielt werden?
3) Ein Besuch im Laboratorium oder „Wo ist der Fußball“?
Fragen und Aufgaben:
Welche Rolle spielt hier der „Fußball“?
4) Welle …
Fragen und Aufgaben:
Wie wird klassisch eine elektromagnetische Welle (z.B. Licht beschrieben?
Erläutere die wichtigsten Eigenschaften einer Welle!
Erkläre die Entstehung des Interferenzmusters beim am Doppelspalt.
5) …..oder Teilchen? Die Entdeckung des Zufalls
„Der Zufall in der Quantenphysik ist also nicht ein subjektiver, er besteht nicht deshalb, weil
wir zu wenig wissen, sondern er ist objektiv. Ganz im Sinne Heisenbergs ist es nicht unser
Unwissen, von denen wir hier sprechen, sondern die Natur selbst ist in solchen Situationen in
keiner Weise festgelegt, ehe das einzelne Ereignis eintritt.“ (S 46)
Fragen und Aufgaben:
Erläutere die Begriffe „subjektiver“ bzw. „objektiver“ Zufall
(„klassischer Zufall versus „Quantenzufall“)
Kapitel IV: Einsteins Schleier
1) Symbol und Wirklichkeit
Fragen und Aufgaben:
Was ist eine physikalische Theorie?
Beschreibe die Rolle der Mathematik und die Bedeutung der mathematischen Formeln
in physikalischen Theorien.
Erläutere was mit den „zwei Ebenen der Interpretation von Formeln und Gleichungen“
gemeint ist.
2) Deutungsmodelle der Quantenphysik
Fragen und Aufgaben:
Beschreibe die Wahrscheinlichkeitsinterpretation der Wellenfunktion Ψ.
Welche Deutungen der Quantenphysik werden beschrieben?
3) Die Kopenhagener Deutung
Fragen und Aufgaben:
Erläutere die Begriffe „Unschärferelation“ und „Verschränkung“.
4) Die falsche und die tiefe Wahrheit
Fragen und Aufgaben:
Erläutere den Begriff Komplementarität
Gib Beispiele für Komplementarität in der Physik!
5) Einsteins Irrtum
Fragen und Aufgaben:
Worin besteht der Irrtum von Einstein?
6) Wahrscheinlichkeitswellen
Fragen und Aufgaben:
Beschreibe den Aufbau eines Mach-Zender- Interferometers und vergleiche es mit
einem Michelsoninterferometer.
Erläutere das Konzept von Wahrscheinlichkeitswellen und gib ein Beispiel dafür.
7) Die Entschärfung der Superbombe
8) Licht aus der Vergangenheit
„´Kein Phänomen ist ein Phänomen, außer es ist ein beobachtetes Phänomen´
(Zeilinger zitiert Bohr). Also, ohne die Beobachtung gibt es keine Phänomene.“ (S205)
„Warum gibt es ernsthafte Leute und berühmte Physiker, wie zum Beispiel Albert Einstein, die
die Frage diskutieren, ob der Mond überhaupt da sei, wenn niemand hinsieht.“ (S 9)
Fragen und Aufgaben:
Muss man nun tatsächlich den Mond ansehen um sicher zu sein, dass er da ist?
Was fällt in diesem Zusammenhang alles unter den Begriff „beobachten“?

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