| Description |
1 online resource (196 pages) |
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Studien Zum Physik- und Chemielernen Ser. ; v. 103 |
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Studien Zum Physik- und Chemielernen Ser
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| Contents |
Intro; 1 EinfÃơhrung; 1.1 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit; 1.2 Bestehende Ausbildungskonzepte zur Quantenphysik; 1.3 Auswahl des Quantenobjektes; 1.4 Experimente zur Quantennatur von Licht; 1.5 KohÃÞrentes Licht: Quantenzustand vs. klassische e-m Welle; 2 ReprÃÞsentation der Experimente; 2.1 Animationen und Programme zur Quantenphysik; 2.2 Lehrfilme zur Quantenphysik; 2.3 Remotely-Controlled-Labs; 2.4 Interaktive Bildschirmexperimente; 2.5 Vergleich und Realisierung; 2.5.1 Anpassung der IBE auf quantenoptische Experimente; 2.5.2 Herstellung von quantenoptischen IBE |
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3 Experimente mit einzelnen Photonen3.1 Experimentelle Grundlagen; 3.1.1 Detektoren; 3.1.2 Lasersysteme; 3.1.3 Datenauswertung; 3.1.4 Erzeugung von Photonenpaaren; 3.1.5 Phasenanpassung im Kristall; 3.1.6 Justierung der Experimente; 3.1.7 Optimierung zum Zweck der Ausbildung; 3.1.8 Messung der Koinzidenzen; 3.2 Existenz des Photons; 3.2.1 Korrelationsfunktion; 3.2.2 Experiment; 3.2.3 Anwendung des Experimentes in der Ausbildung; 3.3 Photonenstatistik mit einem Strahlteiler; 3.3.1 Photonenzahldarstellung; 3.3.2 Experiment; 3.4 Photonenstatistik mit einem TMD; 3.4.1 Theorie; 3.4.2 Experiment |
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3.4.3 Vergleich der Statistiken3.5 Interferenz im Interferometer; 3.5.1 Theorie; 3.5.2 Experiment; 3.5.3 Interferenz und Quantennatur; 3.5.4 Interferenz und Weginformation; 3.5.5 Analogieexperiment fÃơr die Schule; 3.6 Interferenz am Doppelspalt; 3.6.1 Theorie; 3.6.2 Experiment; 3.6.3 Doppelspalt vs. Interferometer; 3.7 Zweiphotoneninterferenz am Strahlteiler; 3.7.1 Interferenz zweiter und vierter Ordnung; 3.7.2 Theorie zur Hong-Ou-Mandel Interferenz; 3.7.3 Experiment zur Hong-Ou-Mandel Interferenz; 3.8 Quantenkryptographie; 3.8.1 Forschung; 3.8.2 Grundlagen; 3.8.3 Demonstrationsexperiment |
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3.8.4 Analogieexperiment fÃơr die Schule3.9 VerschrÃÞnkung; 3.9.1 Forschung; 3.9.2 Quelle fÃơr verschrÃÞnkte Photonen; 3.9.3 Bell-ZustÃÞnde; 3.9.4 WinkelabhÃÞngigkeit; 3.9.5 NichtlokalitÃÞt nach CHSH; 3.9.6 NichtlokalitÃÞt nach Wigner; 3.9.7 NichtlokalitÃÞt nach Hardy; 3.9.8 NichtlokalitÃÞt fÃơr die Schule; 3.10 Quantenzufall; 3.10.1 EinfÃơhrung; 3.10.2 Prinzip des Quantenzufalls; 3.10.3 Photonische Quantenzufallsgeneratoren; 3.10.4 Demonstrationsexperiment; 3.10.5 Zufall an einem Strahlteiler; 3.10.6 Experiment mit separablen Photonenpaaren |
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3.10.7 Experiment mit verschrÃÞnkten Photonenpaaren3.10.8 Analyse der Quantenzufallszahlen; 3.10.9 Quantenzufall fÃơr die Ausbildung; 3.11 Sonstige Experimente; 3.11.1 Gesetz von Malus; 3.11.2 AbgeschwÃÞchtes Licht; 4 Integration der Experimente in die Ausbildung; 4.1 Ausbildungslabore; 4.1.1 VorÃơberlegungen; 4.1.2 Station 1: Musikalischer Lichtleiter; 4.1.3 Station 2: Prinzip der Quantenkryptographie; 4.1.4 Station 3a: Interferenz und Prinzip Quantenradierer; 4.1.5 Station 3b: Gesetz von Malus; 4.1.6 DurchfÃơhrung eines Labortages; 4.2 Curriculum fÃơr die Schulausbildung |
| Summary |
Annotation In dieser Arbeit wird uber die Quantenoptik ein neuer Zugang zur Quantenphysik fur Schulen und Universitaten vorgestellt, in dessen Mittelpunkt Experimente mit einzelnen Photonen stehen. Die Quanteneigenschaften werden phanomenorientiert direkt am Experiment erarbeitet und mit Anwendungen aus dem Bereich der Quanteninformation verknupft. Die Versuche bestehen aus den gleichen Komponenten wie in einem modernen Forschungslabor und liefern vergleichbare Messergebnisse. Zum Einsatz der Experimente in der Ausbildung wurden interaktive Bildschirmexperimente programmiert und ein Schulerlabor an der Universitat Erlangen-Nurnberg aufgebaut. Mit der Entwicklung eines Schulcurriculums und dessen Erprobung an einem Gymnasium wurde erstmals gezeigt, dass 16-jahrige Schuler die Wesenszuge und Anwendungen der Quantenphysik an realen quantenoptischen Experimenten erleben und erlernen konnen |
| Notes |
4.2.1 VorÃơberlegungen |
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Print version record |
| Subject |
Quantum optics.
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Quantum optics
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| Form |
Electronic book
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| ISBN |
9783832599027 |
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3832599029 |
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3832525408 |
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9783832525408 |
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