Woche 2 · 30.11.–04.12.2026

Durch welchen Spalt ging es?

Letzte Woche hast du gesehen: Einzelne Elektronen bauen Treffer für Treffer ein Interferenzmuster auf. Diese Woche wird es seltsamer. Was passiert, wenn man herausfinden will, durch welchen Spalt ein Teilchen gegangen ist? Reicht es schon, dass man es herausfinden könnte? Und was haben zwei Photonen miteinander zu tun, die weit voneinander entfernt gemessen werden?

Ziele der Woche

1Ich kann mit der Koinzidenzmethode begründen, dass Licht aus unteilbaren Portionen besteht.
2Ich kann erklären, warum Welcher-Weg-Information das Interferenzmuster zerstört – auch wenn niemand nachschaut.
3Ich kann das Mach-Zehnder-Interferometer mit einzelnen Photonen beschreiben und den Quantenradierer erklären.
4Ich kann die Wesenszüge der Quantenphysik nennen und Komplementarität an Beispielen erläutern.
5Ich kann Verschränkung beschreiben und erklären, was Realität und Lokalität bedeuten und warum man so keine Nachricht schneller als Licht schicken kann.

Zum Verständnis-CheckAm Mittwoch prüfst du, welche Ziele schon sitzen.

Die festen Termine

Mo 30.11.Doppelstunde

Auftakt: Woher weiß das Teilchen, welcher Spalt offen ist?

Doppelspalt mit Laserlicht, vor den Spalten Polarisationsfolien. Vorher gibt jeder eine Vorhersage ab: Was passiert mit dem Streifenmuster, wenn die Folien gekreuzt sind? Und wenn dahinter noch eine dritte Folie unter 45° steht? Danach freie Arbeit am Wochenweg.

Konzeptfrage

Vor den Spalten eines Doppelspalts stehen gekreuzte Polarisationsfilter ( $0^{\circ}$ und $9 0^{\circ}$ ). Hinter dem Doppelspalt steht kein Gerät, das die Polarisation misst; es gibt nur den Schirm. Was beobachtet man?

Di 1.12.Doppelstunde

Freie Arbeit und Austausch

Freie Arbeit am Wochenweg. In der Mitte der Stunde Austausch über eine Konzeptfrage: abstimmen, mit dem Nachbarn diskutieren, noch einmal abstimmen.

Konzeptfrage

Ein Schüler meint: „Man muss nur geschickt genug messen, dann sieht man zugleich den Weg jedes Quantenobjekts und ein Interferenzmuster mit vollem Kontrast.“ Welche Antwort trifft zu?

Konzeptfrage

Ein Schüler sagt über verschränkte Photonen: „Wer zuerst misst und $0^{\circ}$ findet, verursacht, dass der andere auch $0^{\circ}$ findet.“ Welche Einordnung passt zum quantenphysikalischen Weltbild?

Mi 2.12.Einzelstunde

Verständnis-Check

Selbsteinschätzung zu den Wochenzielen, dann der Check: Fragen und eine Erklärung in eigenen Worten. Danach besprechen wir, was bei vielen noch hakt.

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Dein Wochenweg

Pflicht 160 min · Wahl 30 min

Erst ausprobieren, dann lesen: Jede Station stellt eine Frage, die du dort beantworten kannst. Der Skriptabschnitt danach erklärt, was du gesehen hast. Pflichtbausteine brauchst du für die Ziele der Woche, Wahlbausteine vertiefen. Wo ein Feld „Dein Ergebnis“ steht, kannst du abhaken, sobald dein Ergebnis passt. Abhaken bleibt auf diesem Gerät.

Noch offen: 11 von 11 Pflichtbausteinen, etwa 160 min.

fabrica-StationPflicht15 min· Ziel 1

Teilt sich ein Photon am Strahlteiler?

Ziel 1: Ich kann mit der Koinzidenzmethode begründen, dass Licht aus unteilbaren Portionen besteht.

Auftrag: Starte hier. Schicke angekündigte Einzelphotonen auf den Strahlteiler und beobachte den Koinzidenzzähler. Vergleiche mit dem stark abgeschwächten Laser ohne Paarquelle.

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Dein Ergebnis

Wie oft sprechen beide Detektoren hinter dem Strahlteiler gleichzeitig an, und was folgt daraus für das Photon? Ein bis zwei Sätze.

noch 30 Zeichen

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Skript PL5 4.3Pflicht15 min· Ziel 1

Sind es wirklich einzelne Photonen? Die Koinzidenzmethode

Ziel 1: Ich kann mit der Koinzidenzmethode begründen, dass Licht aus unteilbaren Portionen besteht.

Auftrag: Lies nach, warum man eine Photonenpaarquelle braucht und warum ein abgeschwächter Laser allein nicht reicht.

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fabrica-StationPflicht15 min· Ziel 2

Weginformation am Doppelspalt

Ziel 2: Ich kann erklären, warum Welcher-Weg-Information das Interferenzmuster zerstört – auch wenn niemand nachschaut.

Auftrag: Schicke einzelne Quantenobjekte durch den Doppelspalt, einmal ohne und einmal mit Weginformation. Vergleiche die Muster nach vielen Treffern.

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Dein Ergebnis

Was passiert mit dem Muster, sobald die Weginformation möglich ist? Ein bis zwei Sätze.

noch 30 Zeichen

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Skript PL5 5.1Pflicht15 min· Ziel 2

Welcher Spalt? Weginformation zerstört die Interferenz

Ziel 2: Ich kann erklären, warum Welcher-Weg-Information das Interferenzmuster zerstört – auch wenn niemand nachschaut.

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fabrica-StationPflicht20 min· Ziel 3

Mach-Zehnder-Interferometer und Quantenradierer

Ziel 3: Ich kann das Mach-Zehnder-Interferometer mit einzelnen Photonen beschreiben und den Quantenradierer erklären.

Auftrag: Schicke einzelne Photonen durch das Interferometer. 1. Beide Wege offen: Wo kommen sie an? 2. Blockiere Weg B. 3. Setze gekreuzte Polarisationsfilter in die Wege, dann zusätzlich einen 45°-Filter vor die Detektoren.

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Dein Ergebnis

Was ändert sich zwischen 1., 3. und mit dem 45°-Filter? Beschreibe in zwei bis drei Sätzen.

noch 40 Zeichen

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Skript PL5 5.2Pflicht15 min· Ziel 3

Das Mach-Zehnder-Interferometer

Ziel 3: Ich kann das Mach-Zehnder-Interferometer mit einzelnen Photonen beschreiben und den Quantenradierer erklären.

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Skript PL5 5.3Pflicht10 min· Ziel 3

Polarisationsfilter im Interferometer: der Quantenradierer

Ziel 3: Ich kann das Mach-Zehnder-Interferometer mit einzelnen Photonen beschreiben und den Quantenradierer erklären.

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Skript PL5 5.4Pflicht10 min· Ziel 4

Komplementarität

Ziel 4: Ich kann die Wesenszüge der Quantenphysik nennen und Komplementarität an Beispielen erläutern.

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Skript PL5 4.5Pflicht10 min· Ziel 4

Wesenszüge der Quantenphysik

Ziel 4: Ich kann die Wesenszüge der Quantenphysik nennen und Komplementarität an Beispielen erläutern.

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fabrica-StationPflicht20 min· Ziel 5

Verschränkte Photonen

Ziel 5: Ich kann Verschränkung beschreiben und erklären, was Realität und Lokalität bedeuten und warum man so keine Nachricht schneller als Licht schicken kann.

Auftrag: Stelle die Filter bei A und B gleich und schicke einige Paare. Stelle dann einen Winkelunterschied von 60° ein und schicke 1000 Paare. Vergleiche mit dem Gegenmodell „Polarisation vorher festgelegt“.

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Dein Ergebnis

Anteil gleicher Ergebnisse bei 60° Winkelunterschied (Quantenphysik)

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Skript PL5 5.5Pflicht15 min· Ziel 5

Verschränkung und das quantenphysikalische Weltbild

Ziel 5: Ich kann Verschränkung beschreiben und erklären, was Realität und Lokalität bedeuten und warum man so keine Nachricht schneller als Licht schicken kann.

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noctuaWahl30 min

Üben mit noctua

Auftrag: Stufe dich in den Abschnitten der Woche ein. Ziel bis Mittwoch: überall mindestens Silber.