Quantenphysik im Schulunterricht - Universität Wien

5. Franck-Hertz- Versuch, Spektraluntersuchungen
Der Franck-Hertz-Versuch als Bestätigungsversuch für die Energiequantelung. Die
Quecksilber-Atome nehmen Energie nur in bestimmten Portionen auf. Diese
Energie wird in Form von Strahlung abgegeben. Für Hg ergibt sich zwischen dem
gemessenen Wert und der in der Schule nicht messbaren, also mitzuteilenden
Frequenz der Zusammenhang E= h•f, mit demselben Wert der Konstanten h wie in
der de Broglie Beziehung.
6. Quantelung des Lichts
Photoeffekt: h•F= EA+Ee
EA: Energieportion, die notwendig ist, damit die Elektronen aus dem Festkörper
austreten können.
Ee: Überschüssige Energie übernehmen die Elektronen als kinetische Energie.
Compton- Effekt: Wechselwirkung zwischen Photon und Elektron. Darstellung
ohne Analogie zu makroskopischen Stoßprozessen, Impulsdiagramm ohne
Körperdarstellung.
7. Deutungsprobleme
Was bedeutet λ bei Elektronen und Licht? Kausalität in der modernen Physik.
Kopenhagener Interpretation.
Bei diesem Konzept ist noch zu erwähnen, dass eine Erprobung stattgefunden hat und
deren Ergebnisse auch durch Lichtfeld (1992) dokumentiert wurden. Durch
Videobeobachtungen des Unterrichts in sechs Kursen konnte eine Analyse der Lern und
Verständnisschritte der Schüler in konkreten Unterrichtssituationen betrieben werden. Die
gewonnenen Ergebnisse wurden mit den Ergebnissen einer Kontrollgruppe (14 Kurse)
verglichen. Es wurde vor allem untersucht, wie sich der Einsatz dieses Konzepts auf die
Vorstellungen der Schüler auswirkt. Es war vor allem ein Anliegen seitens der
Konzeptersteller, diese Präkonzepte, sofern sie falsch waren, durch die
quantenphysikalisch richtigen Vorstellungen zu ersetzen. Dies wurde mittels mehrerer
Fragestellungen bewerkstelligt. Die Vergleichsituation durch die Kontrollgruppe machte
ein noch deutlicheres Bild, wo die Unterschiede zwischen den Konzepten lagen.
9