Materiewellen gehören zu den faszinierendsten Phänomenen der modernen Physik. Die Unterrichtseinheit thematisiert verschiedene Experimente, welche die Hypothese des theoretischen Physikers Louis de Broglie eindrucksvoll bestätigen. Neben dem Doppelspaltversuch von Jönsson, der inzwischen Eingang in die Oberstufen-Lehrpläne gefunden hat, werden weniger bekannte, aber hochinteressante Beugungsversuche mit langsamen Neutronen vorgestellt. Somit ergeben sich für den Unterricht im Grund- und Leistungskurs vielfältige Möglichkeiten, das Thema kontextorientiert und differenziert zu bearbeiten.

Inhaltsverzeichnis:

• Hinweise
• Frischen Sie Ihr Wissen auf! – Wissensspeicher
• Doppelspaltversuch mit Elektronen
• Neutronen als Materiewelle
• Doppelspaltversuch mit Neutronen
• Neutronenbeugung am Kristallpulver I
• Neutronenbeugung am Kristallpulver II – LEK
• Lösungen

Die Schüler lernen: den Doppelspaltversuch für Elektronen sowie für Neutronen kennen und erfahren, dass die Behauptung de Broglies bzgl. der Existenz von Materiewellen nicht nur für Elektronen, sondern auch für elektrisch neutrale und schwere Teilchen (Neutronen) experimentell bestätigt werden kann. Des Weiteren werden Inhalte des bekannten Versuchs mit der Elektronenbeugungsröhre auf Experimente zur Beugung von langsamen Neutronen an Kristallpulvern übertragen. Aufgrund des extrem niedrigen Neutronenflusses bei diesen Experimenten erkennen Ihre Schüler, dass Interferenz offenbar nicht vom gleichzeitigen Eintreffen vieler Teilchen an den beugenden Strukturen abhängt und daher eine Wahrscheinlichkeitsinterpretation der Vorgänge ein gutes Erklärungsmodell darstellt.