Die Quantenphysik ist bekanntermaßen unanschaulich und das hier behandelte Thema wurde erst vor weniger als 25 Jahre verstanden. Dennoch sollte der Knaller-Test als Gedankenexperiment im Oberstufenunterricht behandelt werden, weil er ein grundlegendes Prinzip verdeutlicht.

Der experimentelle Nachweis übersteigt allerdings die Möglichkeiten der Schulphysik.

In Material 1 wird das Wellenbild des Lichts kurz repetiert und die Zwei-Strahl-Interferenz abgehandelt. In Material 2 wird das klassische Michelson-Interferometer als Anwendungsbeispiel der Zwei-Strahl-Interferenz vorgestellt. Auf den Teilchen-Charakter des Lichts (Photon) und den Welle-Teilchen-Dualismus gehen wir im Material M 3 ein. In den Materialien M 4 und M  5 wird das Verhalten einzelner Photonen in einem Michelson-Interferometer diskutiert, insbesondere auch dann, wenn man einen Interferometerarm eliminiert. Material M 6 thematisiert die wechselwirkungsfreie Quantenmessung. In M 7 und M 8 wird schlussendlich das Knaller-Experiment behandelt und diskutiert. M 9 dient der Lernerfolgskontrolle.

Dauer: 8 Unterrichtssunden

Inhalt:

• Licht als Welle
• Zwei-Strahl-Interferenz, Michelson- und Mach-Zehnder-Interferometer
• Photon als Quantenobjekt
• Wahrscheinlichkeitswelle, Interferenz und Nichtlokalität
• Knaller-Test und wechselwirkungsfreie
  Quantenmessung

Ihr Plus:

• Behandlung des Welle-Teilchen-Dualismus
• Besseres Verständnis von Grundlagen der Quantenphysik
• Hohe Aktualität