Zusammenarbeit der Q2-Physikkurse, Lötkurse der MINT-Klassen und MINT-AGs

Im November haben wir uns in den Physikkursen der Q2 etwas Großes vorgenommen.

Mit großzügiger finanzieller Unterstützung unseres Fördervereins haben wir Elektronik- und Optikmaterial und Filament für unsere 3-D-Drucker gekauft.

Wir hatten uns vorgenommen 10 Experimentiersätze zu bauen, mit denen Schülerinnen und Schüler selbst im Unterricht im Bereich der Quantenphysik experimentieren können.

Das ist sonst in Quantenphysik nicht möglich, weil solche Versuche im freien Handel zu teuer sind.

Das Konzept der Versuche stammt vom Institut der Didaktik der Physik der Universität Münster (o3q.de)

Im Januar waren alle Teile da und es ging los. Zunächst einmal wurden in zwei Monaten Dauereinsatz über 1300 Teile mit unseren beiden 3-D-Druckern gedruckt. Dann haben wir im Physik-LK und Physik-GK die Teile zu Experimentierwürfeln zusammengesetzt und dort Laser, Linsen, Strahlteiler, Polarisationsfilter und vieles mehr eingebaut.

Beim Löten hat uns zum Teil ein Lötkurs einer MINT-Klasse 8 und die Forscher-AG von Herrn Surges unterstützt.

Nach wochenlanger Arbeit hatten wir die ersten 5 Sätze fertig gestellt und es ging ans Experimentieren und Testen.

Die Experimente waren ein großer Erfolg und wir haben in den Wochen des Zusammenbaus sehr viel gelernt.

Das Tolle ist, dass die Oberstufenkurse der kommenden Jahre diese Experimente in Zukunft selbst benutzen können.

Wer jetzt noch ein paar Einzelheiten über die Experimente wissen möchte, kann noch weiterlesen:

Michelson-Interferometer: Das Licht eines Lasers wird mit einem Strahlteiler in zwei getrennte Teile aufgespalten und auf einem Schirm wieder vereint. Dabei entstehen Überlagerungsmuster (siehe rote Muster auf dem Foto), mit denen man zum Beispiel Längenänderungen im Mikrometerbereich messen kann. An den dunklen Stellen löscht sich Licht mit Licht zu Dunkelheit aus, cool!
Quantenradierer: Hier lernt man viel über die Vorstellung über unsere Realität in der Welt der Quantenphysik. Es geht darum, dass ein Teilchen gleichzeitig mehrere Wege gehen kann, wenn man nicht nachmisst, wo es sich gerade befindet.
Quantenverschlüsselung: In einem Modellexperiment mit dem Laser lernt man, wie das BB84-Protokoll funktioniert, das die heutige Verschlüsselung im Internet ablösen soll, wenn Quantencomputer die bisherige Verschlüsselungsmethode knacken. Die alte Methode nutzen wir gerade bei allen sicheren Internetverbindungen. Wir konnten im Versuch sehr kurze Nachrichten abhörsicher an eine andere Schülergruppe verschicken!

Vielen Dank fürs Lesen, Physik-LK Q2, Physik-GK1 Q2 und alle Helfenden der AGs und MINT-Klasse

Organisation: Herr Rechmann

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