Quantenphysik verstehen: Was ist ein Elektron?

Quantenphysik verstehen: Was ist ein Elektron?

Es gibt bemerkenswerte Artikel zum Beispiel von Peter Gschwind zur Frage «Was ist ein Teilchen?», die von einem mathematischen Gesichtspunkt tief in das Thema eindringen, aber leider für die meisten Lehrer und alle Schüler den Verständniszugang übersteigen.


Im Rahmen unseres Projektes zur Quantenphysik haben wir uns von einer anderen Seite unter anderem der konkreten Frage nach dem Elektron zugewandt: Der Chemie- und Physikunterricht in der Oberstufe der Waldorfschule muss an einem bestimmten Punkt auf Fragen eingehen, die mit der Teilchenvorstellung zu tun haben. Wenn man das Atommodell kennenlernt, dann treten Fragen auf wie: Wenn die negativ geladenen Elektronen um den positiv geladenen Kern ‹kreisen›, warum fallen sie nicht einfach hinein? Auf solche und ähnliche Fragen wird die Antwort oft lauten: wegen der Quantenmechanik. Eine weiterführende Erklärung bleibt aus. In einem Aufsatz in den ‹Elementen der Naturwissenschaft› Nr. 109 (2018) habe ich versucht, den historischen Weg zum Begriff des Elektrons zu beschreiben und Denkformen der frühen Quantenmechanik mathematisch so zu behandeln, dass sie auch Zwölftklässlern oder Abiturienten zugänglich sind. Die verwendete Mathematik kennen die Schüler teilweise bereits aus der Lehre von Schwingungen. Damit geht bereits eine Aufweichung eines allzu materialistischen Teilchenbegriffs einher, die in eine Antwort auf die oben gestellte Frage mündet. In einem weiteren Beitrag soll versucht werden, die Art der Zusammenhänge zu untersuchen, die man dem Elektron zuschreibt. So kann ein Bild entstehen, das nicht nur die schlichte Vorstellung des kleinen negativ geladenen Teilchens aufhebt, sondern es positiv ergänzt.


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Walter Kugler

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Die Metamorphose der Sinne

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