Um die Quantenphysik und darauf aufbauende Eigenschaften richtig verstehen und herleiten zu können, sind Eine-Ladung-Systeme wie Wasserstoff und einfach ionisiertes Helium von enormer Bedeutung. In diesem Beitrag lernen Ihre Schülerinnen und Schüler diese und weitere Systeme sowie damit einhergehend wichtige Formeln der Quantenphysik kennen. Das erlangte Verständnis wird anhand von entsprechenden Übungaufgaben gefestigt. Des Weiteren werden Darstellung und Anwendung von Energieschemata eingeführt und wichtige physikalische Rückschlüsse aus dem Spektrum des Wasserstoffs gezogen.

Die Schülerinnen und Schüler lernen:

dass das von einem Eine-Ladung-System abgestrahlte elektromagnetische Spektrum kein kontinuierliches Spektrum, sondern ein Linienspektrum darstellt. Dabei wird ein physikalisches Grundverständnis dafür gewonnen, weshalb ein Linienspektrum vorliegt und warum dieses einen „Fingerabdruck“ des Systems darstellt. Darüber hinaus lernen die Schülerinnen und Schüler physikalische Grundlagen kennen, welche es ihnen ermöglichen, Vorhersagen über das Spektrum eines Systems zu treffen.

Kompetenzprofil:

• Inhalt: Kinetische und potenzielle (elektrische) Energie einer Ladung, Coulomb-Gesetz, Bohrsche Postulate für das Atommodell des Wasserstoffs, de Broglie-Gleichung für Materiewellen
• Medien: Taschenrechner, Formelsammlung
• Kompetenzen: Erklären von Phänomenen unter Nutzung bekannter physikalischer Modelle und Theorien, Erläutern von Gültigkeitsbereichen von Modellen und Theorien und Beschreiben von Aussage- und Vorhersagemöglichkeiten, Anwenden bekannter mathematischer Verfahren, Erklären der in erhobenen oder recherchierten Daten gefundenen Strukturen und Beziehungen mithilfe bekannter Modelle und Theorien