Beispiel eines Unterrichtsgangs Struktur der Materie Beispiel eines Unterrichtsgangs

Ziele der UE Das Standardmodell als Ordnungsprinzip im Teilchenzoo. Alle Materie besteht aus den gleichen Bauteilen. Bekannte Größen (z. B. Kräfte) können auch anders beschrieben werden. Grundlagenforschung ist ein wichtiger Motor der Erkenntnisgewinnung. Der Prozess der physikalischen Erkenntnisgewinnung ist nicht abgeschlossen.

Aufbau der UE Angelehnt an ein Berliner Unterrichtskonzept zur Elementarteilchenphysik. Zeitlicher Umfang mind. 10 Stunden. Umfasst den obligatorischen Bereich des Kernbausteins.

Themen der UE Einführung 1h Detektorspuren 2h Neue Betrachtung zum Kraftbegriff 2h Die innere Struktur von p und n 2h Bauspiel Baryonen 2h Das Standardmodell 1h Gesamt: 10h

Mögliche Erweiterungen Einführung Detektorspuren (relativisische Betrachtung etc.) Nachweis neutraler Teilchen Neue Betrachtung zum Kraftbegriff Feynman-Diagramme Der Wirkungsquerschnitt Die innere Struktur von p und n Bauspiel Baryonen Das Standardmodell

Einführung Historisch: Die Neugier als treibende Kraft zur Erkenntnisgewinnung des Menschen. Aktuell: Großforschungsanlagen (ISS, CERN) als Orte der Grundlagenforschung. Vorstellung des Ablaufes der UE Wiederholung „kleine Teilchen“

Detektorspuren Energiereiche Strahlung erzeugt Ionen Nebelkammer : Die Ionen wirken als Keime für Tröpfchenbildung in übersättigtem Dampf Spuren unterscheiden sich nach Länge und Stärke Durch Magnetfelder entstehen kreisförmige Bahnen Blasenkammer: Die Ionen wirken als Keime für Blasen in einer überhitzten Flüssigkeit. Die Flüssigkeit (Wasserstoff) wirkt als Target. Weiter: Drahtkammer, multipler Geigerzählrohr

Neue Betrachtung zum Kraftbegriff Historische Entwicklung des Kraft-Begriffes. Trennung Kraft, Arbeit und Energie, evtl. mit Bezug auf typische Laienvorstellungen. Klassische Konzepte (Feldkraft etc.) Kraft und Austauschteilchen  Wunsch nach Vereinheitlichung von Kräften

Innere Struktur von p und n Streuversuche: Hinweis auf innere Struktur Symmetriebetrachtungen Schema mit Lücken Diverse Quantenzahlen Vorhersage von Ω- Ladungen von u und d sind +2/3 und -1/3 ??Ladung des s-Quarks??

Das Standardmodell Unterschiedliche Darstellungen

Mögliche Fortführungen Ausblick auf die Suche nach dem Higgs-Teilchen Exkursion zum DESY Auseinandersetzung mit gesellschaftspolitischen Fragen zum Thema „Forschung und Gesellschaft“ Finanzierung Gesellschaftliche Relevanz …