Die Leere des Weltalls!

[Litorino]

Momentchen…

Auch Diskussionen unter interessierten Laien im
Internet nehmen oft einen sehr bizarren Verlauf, weil sie sich
entweder zu sehr auf ihr Schulwissen stützen, welches ihnen
den Zugang zur Realität versperrt oder (was noch schlimmer
ist) weil sie die Unzulänglichkeiten des Schulwissens selbst
erkennen und daraus schlußfolgern, daß die gesamte
Naturwissenschaft falsch ist.

Den Zugang zur Realität versperren?
Auch bei den aktuellen QM-Modellen handelt es sich um Modelle, die versuchen in den heute bekannten Grenzen die Realität, oder was wir dafür halten, so gut wie möglich abzubilden, aber eben um Modelle. Es steht zu erwarten, dass diese Modelle in einigen Jahrzehnten ebenso als veraltet und unzulänglich gelten, wie das Bohrsche Atommodell heute (ok, vielleicht nicht in dem Maß wie Rutherford, das war schon ziemlich extrem…)
Aber das hast du wahrscheinlich auch gemeint?

Gruß

Burkh

Oder darf man jetzt auch nicht mehr ungestraft von der
Newtonschen Mechanik sprechen, da diese unzulänglich ist, wie
Einstein zeigte?

Das ist nicht vergleichbar. Durch die RT wird die Gültigkeit
der Newtonschen Mechanik lediglich eingeschränkt. Innerhalb
des eingeschränkten Gültigkeitsbereiches (der praktisch unsere
gesamte Erfahrungswelt umfaßt) gilt sie unverändert weiter.
Die alten Atommodelle haben ihre Gültigkeit durch die
Quantenmechanik dagegen vollständig verloren. Atommodelle wie
das von Bohr oder Rutherford sind nicht nur ungenau, sondern
schlichtweg falsch.

[Orlando]

Hallo Ralf,

ich habe so das Gefühl, dass Du nicht wirklich verstanden
hast, um was es mir geht.

Mag sein, vielleicht reden wir auch aneinander vorbei. Es geht mir bestimmt nicht darum, die bekannte Physik in Frage zu stellen, sondern darum was der Lehrer in der 10.Klasse vermitteln will.

In der nächsten Chemiestunde geht es dann vielleicht um das Periodensystem und da muß ich doch auch nicht bei jeder Angabe über die Anzahl der Nukleonen alle Elementarteilchen auflisten oder bei der Anzahl der Elektronen die De Broglie-Wellen als das Maß aller Dinge erklären. Und um die Ionenbindung zu verstehen, langt es völlig das Kugelmodell der Atome zu Grunde zu legen. Alles andere ist mit Kanonen auf Spatzen geschossen und trägt nicht zum Verständnis bei. Genauso ist es nunmal, wenn ich die Größenordnung von Atomkern und Hülle anschaulich machen will. Um den Schülern eine Vorstellung der Größenverhältnisse zu vermitteln ist die Analogie mit dem Sonnensystem nicht ganz verkehrt. Und es ist eben anschaulich. Dazu braucht es nicht die Schrödinger-Gleichung um zu zeigen, daß sich die Elektronen nur mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit irgendwo aufhalten. Für die Erklärung der Ionenbindung und des Kristallgitters ist das nicht entscheidend.

Zitat Sibylle:
„so, wenn so ein argloses Menschenkind „ein Atom ist das
kleinste unteilbare Teilchen“ in der Grund-Schule lernt, dann
entsteht in seinem Kopf die Vorstellung einer winzigen, aber
massiven Kugel - und jetzt versucht da so ein armer Lehrer
klarzumachen, daß die Größenverhältnisse im Atom ungefähr so
sind, wie in unserem Sonnensystem - eigentlich klitzekleine
Dingelchen, die in gigantischen Dimensionen umeinanderkreisen,
mit schier unvorstellbar viel NIX dazwischen. (und daß es gar
nicht unteilbar ist…)
Wenn Du Dir also ein Atom vorstellen willst, dann nimm das
Sonnensystem und verkleinere es ein weinig“

Das ist einfach nicht korrekt. Und es vermittelt eine absolut
falsche Vorstellung vom Atom.

Es ist nicht vollständig und nicht ganz korrekt, klar, aber anschaulich. Und wie gesagt, für den weiteren Stoff in der Schule (wir reden hier nicht vom Physikstudium) durchaus brauchbar.

Wenn man das ganze historisch angeht muss man eben vorsichtig
sein. Es sollten keine Aussagen des Modelles unwidersprochen
stehenbleiben, die bekanntermassen falsch sind. Wo soll darin
der pädagogische Wert sein?

Modelle sind nie falsch oder immer falsch. Es geht darum, was ich erklären will. Für einfache chemische Zusammenhänge gibt es das Kugelmodell. Und es wird immer wieder gern genommen. Obwohl Atome keine Kugeln sind. Aber chemische Bindungen kann man damit super anschaulich zeigen. Genauso Grundlagen der Halbleiterphysik, Elektrolyse u.a. Wo ist das Problem? Für die Quantentheorie des quadratischen Stark-Effektes muß ich mich eben mit Hamiltonoperatoren rumschlagen … aber eben erst dann.
Und wenn ich mir ein Bild der Elektronenspinresonanz machen will, dann benutze ich ohne Gewissensbisse ein mechanisches Kreisel modell. Hab ich in wissenschaftlichen Abhandlungen auch schon gesehen. Da soll der Prof aber schnell seinen Dr. wieder abgeben.

Und dann jammern alle über die PISA-Ergebnisse.

Tschuldigung, wußte nicht das in der PISA-Studie die Schrödinger-Gleichung abgefragt wurde.
So wie ich das verstanden habe, sind viele Schüler an Verständnisfragen gescheitert. Und zur Verbesserung des Verständnisses sind Modelle sehr hilfreich.

Und jetzt fällt mir grade ein „Modell“ ein, was ich mal in der Schule gehört habe und für immer hängen geblieben ist, so falsch und schief es vielleicht sein mag.
Es ging um das Verständnis, daß die Anzahl der Moleküle eines Gases in einem bestimmten Volumen immer gleich ist, egal ob ich „kleine“ H2 Moleküle oder irgendwelche „dicken“ Moleküle habe.
Da meinte unser Lehrer, wir sollten uns einen Fußballplatz vorstellen auf den 22 Spieler rumlaufen. Egal ob die schlank sind oder von kräftiger Statur, im Prinzip haben die immer den gleichen Raum zum Spielen zur Verfügung.
Du verstehst? So ein anschauliches Modell vermittelt Verständnis. Und jetzt komm bitte nicht und zerstöre mein Weltbild, weil ich das „Gas“ nur im zweidimensionalen Raum betrachte, den Binnendruck vernachlässigt habe und keine Angaben über den Wirkungsquerschnitt der einzelnen Spieler gemacht habe.

Gruß
Roland

[der_halt]

Hallo Roland,

ich unterschreibe jede Deiner Zeilen. Anschauliche Modelle haben durchaus Ihren Zweck. Wenn man weiss sie einzuordnen. Man muss wissen wofür sie taugen und wofür nicht. Und genau das schreibst Du ja auch.
Die Gefahr in der Schule ist aber, dass die Modelle als solche stehen bleiben. Es wird erst viel zu spät der Zusammenhang hergestellt. Wenn Dir ein Prof. an der Uni ein anschauliches Modell an die Hand gibt, hast Du im Normalfall schon vorher gelernt wie Du es genau(er) anpacken müsstest. Oder Dir ist zumindest bewusst wofür das Modell nützlich ist.
Und genau das passiert in der Schule nicht. In der Schule wird die Quantenmechanik (ausser im Physik LK etwas) so gut wie überhaupt nicht behandelt/angesprochen. Es fehlt eben genau diese Verbindung. Der Schüler kann es nicht einordnen. Und wieso? Weil man anscheinend meint, dass die grundlegenden Konzepte der QM den Schüler nur nicht erschrecken sollen.
Vielleicht tun sie das zuerst. Aber dann hat er es zumindest schon einmal gehört und weiss, dass es eben nicht bei Rutherford aufhört. Er wird sich vielleicht nicht so auf diese unsinnige Vorstellung festfahren und etwas offener sein, wenn er dann vielleicht mal etwas genauer von der QM hört.

Und das ist IMO nur einer der Fehler, die in der Schule viel zu häufig passieren. Es geht der Zusammenhang verloren.

Hier mal mein komplettes Quote:
„Desweiteren kann ich nicht verstehen, wieso es ein Problem für einen Schüler der 10. Klasse darstellen sollte, wenn er etwas mehr Informationen erhält als im Unterricht. Und wenn es für ihn anfangs unverständlich ist, hat er zwei Möglichkeiten: er ignoriert sie. Oder er macht sich weiter Gedanken dazu. Und das soll so negativ sein?
Und dann jammern alle über die PISA-Ergebnisse.“

Leider hast Du dieses etwas aus dem Zusammenhang gerissen.

Und dann jammern alle über die PISA-Ergebnisse.

Tschuldigung, wußte nicht das in der PISA-Studie die :Schrödinger-Gleichung abgefragt wurde.
So wie ich das verstanden habe, sind viele Schüler an :Verständnisfragen gescheitert. Und zur Verbesserung des :Verständnisses sind Modelle sehr hilfreich.

und damit total missverstanden. Die Aussage über PISA ging allein darum, dass der Schüler in der Lage sein sollte für sich selbst die Information einzuordnen. Und selbst zu entscheiden was wichtig ist. Eines der grossen Probleme der Schüler war AFAIK genau dieses. Die Schüler haben einfach gelernt - aber nicht verstanden um was es ging. Sie konnten es nicht einordnen. Zusammenhangloses Wissen ist IMO nur bei Günther Jauch gefragt. Ansonsten absolut wertlos. s.o.

Und deshalb verstehe ich immer noch nicht was falsch daran sein sollte einem Schüler eine etwas weitergehende Antwort zu geben. Ich denke, dass das doch Sinn es solchen Forums sein sollte. Ansonsten brauchen wir kein Forum für Mathematik&amp:stuck_out_tongue_winking_eye:hysik. Ich wäre viel mehr daran interessiert gewesen einen Diskurs zu erleben, in dem es darum geht wie man einem Schüler in der 10. Klasse die QM näher bringen kann. Zumindest in Umrissen. Als zu hören, dass es sinnlos ist einen Schüler damit zu belasten.

ciao
ralf

[DrStupid]

Es steht zu erwarten, dass diese Modelle in
einigen Jahrzehnten ebenso als veraltet und unzulänglich
gelten, wie das Bohrsche Atommodell heute

Nein, das ist nicht zu erwarten. Die QM ist heute in einem riesigen Bereich mit hoher Genauigkeit experimentell bestätigt. Sollte sie irgendwann durch eine andere Theorie abgelöst werden, dann bleibt sie in diesem Bereich weiterhin voll gültig. Experimentell bestätigte Aussagen werden ja nicht plötzlich falsch, weil ein neues Modell entwickelt wird.