Schülerlabor zur Quantenoptik

An der Universität Erlangen-Nürnberg können Schüler in einem Labor (Abb. 1) die Grundlagen der Quantenoptik an drei experimentellen Stationen (Abb. 2) erlernen. Das Labor, das Platz für eine ganze Klasse bietet, kann kostenlos von Lehrer und Schülern (ab Klassenstufe 10) nach vorheriger Anmeldung genutzt werden. Die Experimente im Schülerlabor werden von einem Betreuer der Universität begleitet. Der Besuch des Schülerlabors ist nur dann sinnvoll, wenn der Labortag in eine Unterrichtseinheit zur Quantenphysik eingebunden ist. Vorrausgesetzt werden bei den Schülern Kenntnisse zum Prinzip der Quantenkryptographie, zur Funktion eines Interferometers und zum Prinzip des Quantenradierers. Alle vorrausgesetzten Experimente werden in unserer Unterrichtseinheit zur Quantenphysik des Photons behandelt.

Abb. 1: Arbeitspltäze im Schülerlabor zur Quantenoptik

Jeder Schüler erhält vor dem Besuch des Schülerlabors durch den jeweiligen Lehrer ein Laborheft. Während der Durchführung des Experimentes werden die Messergebnisse der einzelnen Stationen im Laborheft notiert und vom Betreuer des Labors begutachtet. Der experimentelle Aufbau der einzelnen Stationen sollte von den Schülern vor dem Laborbesuch selbstständig mit Hilfe der Beschreibung (siehe unten) durchgearbeitet werden. Nach Absprache und erfolgreicher Durchführung des Lernzirkels ist es für interessierte Schüler möglich, ein Experiment mit einzelnen Photonen durchzuführen (z. B. Verschränkung) und die Forschungslabore des Max-Planck Instituts zur Physik des Lichts in Erlangen zu besuchen.

Abb. 2: Drei experimentelle Stationen des Schülerlabors
Links: Einkopplung in Glasfaser, Mitte: Quantenkryptographie, Rechts: Quantenradierer

Beschreibung der einzelnen Stationen:

Sonstiges zum Schülerlabor:

Das Schülerlabor wird durch die Robert Bosch Stiftung gefördert.

Autoren: G. Erler, A. Strunz, A. Vetter, P. Bronner, Januar 2012