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In diesem Mini-Fortbildungskurs erfahren Lehrkräfte, welchen Mehrwert Lernvideos für den Unterricht bieten und anhand welcher Kriterien die Qualität von Lernvideos im Netz beurteilt werden kann. Die kritische Auseinandersetzung mit digitalen Ressourcen ist eine wichtige Grundvoraussetzung für die kompetente Erstellung eigener digitaler Inhalte.

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Qualität von Lernvideos für den eigenen Unterricht überprüfen

Schülerinnen und Schüler lernen mithilfe des Simulationsprogramms 'Schrödingers Schlüssel' wie Informationen mit Quanten abhörsicher verschlüsselt und Abhörversuche entlarvt werden können.

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Quantenkryptographie mit 'Schrödingers Schlüssel'

Die Quantenphysik hat im letzten Jahrhundert zu Umwälzungen in der Physik geführt und das deterministische Weltbild verändert. Anwendungen wie die Quantenkryptographie sind inzwischen kommerziell erhältlich. Der Unterricht zur Quantenphysik an Schulen orientiert sich jedoch häufig noch am wissenschaftlichen Stand von 1930. Dieser Beitrag stellt einen neuen Zugang zur Quantenphysik über Realexperimente mit einzelnen Photonen für die Sekundarstufen I und II vor.

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Quantenphysik mit einzelnen Photonen

Der Versuch in diesem Video zeigt, wie mithilfe eines Prismas weißes Licht in die Spektralfarben zerlegt wird. Konkretes Beispiel ist das Spektrum des Wasserstoff-Atoms.

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Quantenphysik multimedial: Atomare Spektren

Dieses Video veranschaulicht, wie verschiedene Atomorbitale aus Eigenzuständen des Drehoperators hervorgehen.

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Quantenphysik multimedial: Atomorbitale

In diesem Video erfolgt die mathematische Beschreibung des Wasserstoff-Spektrums durch die Balmer-Formel.

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Quantenphysik multimedial: Balmer-Formel

In diesem Video wird das Bohr'sche Atommodell, das zu einer neuen Interpretation von Balmers Formel führt, diskutiert.

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Quantenphysik multimedial: Bohrsches Atommodell

In diesem Video werden die faszinierenden Chlandi'schen Klangfiguren auf runden Glasscheiben verschiedener Größe untersucht.

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Quantenphysik multimedial: Chladni-Figuren

In diesem Lehrvideo werden die Begriffe Frequenz, Amplitude und Phase einer Schallwelle mithilfe eines drehenden Rades visualisiert.

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Quantenphysik multimedial: Drehendes Rad

Zustände und Operatoren sind das entscheidende Konzept für den Weg in die Quantendimension. Zum Verständnis einer wichtigen Klasse von Operatoren, den Drehoperatoren, werden in dem Lehrvideo Alltagsgegenstände zur Demonstration verwendet.

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Quantenphysik multimedial: Drehoperator

In diesem Video wird das Frequenzgemisch in einer Schallwelle als Kombination mehrerer drehender Räder eingeführt. Mathematisch handelt es sich hierbei um die sogenannte Fourier-Transformation.

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Quantenphysik multimedial: Fourier-Transformation

Der Gitarrenspiegel und das daraus abgeleitete Modell der Quantenorgel stehen für einen pragmatischen Zugang zur Quantenphysik.

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Quantenphysik multimedial: Gitarrenspiegelung

In diesem Video wird das Prinzip des Gaslasers vorgestellt: Es zeigt sich, dass dafür Knotenlinien von Elektronen auf Photonen 'vererbt' werden.

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Quantenphysik multimedial: Helium-Neon-Laser

In diesem Video wird die Interferenz von zwei Stimmgabeln im Raum durch zwei drehende Räder visualisiert.

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Quantenphysik multimedial: Interferenz

In diesem Video werden die Grundschwingungen, die auf einer Kugeloberfläche möglich sind, beschrieben. Hierzu werden Knotenlinien gezählt, gespiegelt und gedreht.

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Quantenphysik multimedial: Kugelflächenfunktion

In diesem Video wird das Pauli-Prinzip visualisiert, wodurch die Stabilität der Elemente erklärt werden kann.

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Quantenphysik multimedial: Pauli-Prinzip

Das Video zeigt den Aufbau des Periodensystems mit dem Modell der Quantenorgel.

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Quantenphysik multimedial: Periodensystem

Dieses Video zeigt, wie mit einer LED das Bild einer sich im Raum ausbreitenden Schallwelle aufgenommen werden kann.

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Quantenphysik multimedial: Phase der Schallwelle

Das Video zeigt eine überraschend einfache, geometrische Deutung des Spins in vier Dimensionen und eine doppeldeutige Interpretation in drei Dimensionen.

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Quantenphysik multimedial: Quantenknoten

In diesem Video wird der Übergang von klassischen Drehoperatoren zu Quantenoperatoren diskutiert und sowie die Bedeutung des Planck'schen Wirkungsquantums für die Quantenphysik herausgestellt.

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Quantenphysik multimedial: Quantenspiegel

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