Prof. Dr. Ilja Rückmann
FB 1, Physikalische Praktika der Universität Bremen
Die Wilhelm und Else Heraeus Stiftung fördert die Kommunikation zwischen Wissenschaftlern sowohl in der Forschung als auch in der Physik-Ausbildung. Die Zielstellung meiner Seniorprofessur ist es, vorhandene Erfahrungen meiner bisherigen Tätigkeit zu nutzen, um Beiträge zur Verbesserung der Qualität der experimentellen Physikausbildung zu erbringen.
Die schnelle Entwicklung moderner Technologien in den letzten zwei bis drei Dekaden stellt auch entsprechende Anforderungen an die Weiterentwicklung der physikalisch-experimentellen Ausbildung in den Physikpraktika und in der Schule, da vor allem die in den Praktika vorhandenen Versuche und die Experimentiertechnik jenes Bild entscheidend prägen, das die Studierenden aller naturwissenschaftlichen, technischen und an anderen Universitäten auch medizinischen Studiengänge von der Physik als Wissenschaft und ihrer Rolle bei der Entwicklung und Realisierung moderner Technologien erhalten. Die klassischen in den 1930 Jahren begründeten westphalschen Physikpraktika können dies allein nicht mehr leisten.
Anhand eines in den physikalischen Praktika entwickelten Versuchs wird gezeigt, dass selbst komplexere Experimente zur Atomphysik relativ einfach realisiert werden können und nicht t teuer sein müssen. So führt z.B. die Zeeman-Aufspaltung einer Resonanzlinie eines dielektrischen Mediums im axialen Magnetfeld auch im transparenten Bereich weitab von der Resonanz zu unterschiedlichen Brechungsindizes für links- und rechtszirkular polarisiertes Licht. Diese magnetfeldinduzierte Doppelbrechung führt zu einer Drehung der Polarisationsebene von linear polarisiertem Licht und ist bekannt als Faraday-Rotation und lässt sich im Demo-Experiment zur Musikübertragung nutzen. Im Praktikumsexperiment wird ein Modulationsverfahren genutzt, um die kleinen Drehwinkel bei verschiedenen Wellenlängen sehr genau zu vermessen, wobei als Lichtquellen LED verwendet werden. Damit kann z.B. die effektive Masse und die Zahl der Dispersionselektronen, die die optischen Eigenschaften des dielektrischen Mediums bestimmen, ermittelt werden.
Im Vortrag werden ausgehend von den Lerninhalten Versuchskonzepte vorgestellt und mit Beispielen von Experimenten, die in den physikalischen Praktika der Uni Bremen entstanden sind, belegt. Darüber hinaus wird diskutiert, (1) wer neue Versuche entwickelt , (2) wie aufwändig dies ist, und (3) wie diese Versuche für eine Nutzung verbreitet werden können. Weiterhin wird der Arbeitsplan meiner WE-Heraeus-Seniorprofessur und die Mitarbeit in der Lehrmittelkommission der DPG vorgestellt.