Entdeckung des universellen Gasgesetzes und Vakuums
Vortragender: Dr. Hans-Otto Carmesin
Institution:Studienseminar Stade und Gymnasium Athenaeum
Beitrags-Nr.:PP 015

Wir entdecken mit dem Smartphone das Gesetz von Amontons und den Temperaturnullpunkt. Mit einer Spritze finden wir das Gesetz von Boyle und Mariotte – und so das universelle Gasgesetz. Mit Wasser und einem Schlauch entdecken wir das Vakuum.
Vakuum heißt leer, aber ist es leer? Beobachtungen von Galaxien zeigen, dass der Raum oder das natürliche Volumen eine Energiedichte von u_vol=0,5 nJ/m^3 hat - 67 % der Energie und Masse des Universums. Was macht diese Energie?
Wir gehen von zwei Grundtatsachen aus: Vakuum hat keine Ruhemasse & die Lichtgeschwindigkeit ist invariant. Damit fundieren wir die Physik: Natürliches Volumen besteht aus Portionen, die sich ähnlich wie Teilchen im Gas bewegen. Dafür wird eine Bewegungsgleichung hergeleitet. Daraus werden die Gravitation, die Raumkrümmung, die Schrödinger Gleichung, die Postulate der Quantenphysik und die Entstehung von Volumen hergeleitet. Das Hacking – Kriterium zeigt, dass Volumenportionen real sind.
Die Ergebnisse werden ohne vorgeschlagene Hypothesen oder durchgeführte Datenanpassungen erzielt und stimmen präzise mit Beobachtungen überein. Ich berichte über Erfahrungen aus dem Unterricht in Klassenstufen 9/10 sowie in Arbeitsgemeinschaften. Versuche können ausprobiert werden. Die Unterrichtskonzepte sind direkt anwendbar [1,2].
[1] H.-O. Carmesin u. a. (2017): Universum Physik, Niedersachsen, G9, 9/10, Berlin: Cornelsen.
[2] H.-O. Carmesin (2024): How Volume Portions Form and Found Light, Gravity and Quanta. Berlin: Verlag D