Schüleraktivierende Unterrichtsmaterialien zur Quantenphysik Teil 3 Grundlagen der Atomphysik
Horst Hübel
Traditionell steht im Mittelpunkt des schulischen Interesses an der Quantenphysik die Frage, ob Elektronen oder Photonen nun Teilchen oder Wellen sind, eine Problemstellung, die vielfach mit dem Schlagwort „Welle-Teilchen-Dualismus“ charakterisiert wird, den es in seiner ursprünglichen Bedeutung bekanntlich nicht gibt.
Demgegenüber wurde vom Autor – aufbauend auf wichtigen Vorarbeiten von Küblbeck und Müller – ein neues Konzept zur Behandlung der Quantenphysik für die Schule vorgeschlagen, das „Grundfakten“, vergleichbar mit den Küblbeck-Müller’schen „Wesenszügen“, in den Vordergrund stellt. Die „Grundfakten“ ähneln Axiomen der Quantenphysik, mit deren Hilfe eine große Zahl von Erscheinungen und Beobachtungen der Quantenphysik zumindest qualitativ – auf heuristische Weise – „erklärt“ werden können. Statt des so genannten „Welle-Teilchen-Dualismus“ werden hier Unbestimmtheit und Komplementarität in den Vordergrund gestellt. Das neue Konzept ist im Internet unter http://www.forphys.de ausführlich mit vielen weiteren Materialien dargestellt.
In den Teilbänden dieser Veröffentlichung werden vielfältige und sorgfältig ausgearbeitete Unterrichtsmaterialien präsentiert, mit denen sich Schüler die schulische Teilmenge der Quantenphysik selbst erarbeiten können durch unterschiedliche Methoden wie Lernen an Stationen, Kurzreferate, Internet-Recherche, Gruppenpuzzle, der Fragebogen- oder der Zettelkasten-Methode etc.
Im vorliegenden 3. Teil werden Materialien bereitgestellt, mit denen Schüler Grundlagen der Atomphysik erarbeiten und im Sinne der „Grundfakten der Quantenphysik“ deuten können. Hier geht es also um diskrete Energiestufen, den linearen Potenzialkasten, um Atommodelle und den Atombau, den Tunneleffekt, und – weil Lehrpläne das vielfach fordern – auch um die Schrödinger-Gleichung. Die Materialien können auch bei anderen Konzepten nutzbringend eingesetzt werden.
