| Vortragender: | Dr. Hans-Otto Carmesin |
| Institution: | Studienseminar Stade und Gymnasium Athenaeum |
| Datum: | 12. November 2024 |
| Zeit: | 12:00 ‑ 12:45 Uhr |
| Raum: | PH |
| Plätze: | noch 28 Plätze frei |
| Beitrags-Nr. | 79 |
In Schülerversuchen mit Kondensatoren, LEDs und unserer Sehschärfe entdecken wir Eigenschaften elektromagnetischer Felder: (1) Energiedichte, (2) Quantisierung, (3) Unbestimmtheitsrelation. Aus diesen Eigenschaften folgern wir Nullpunktschwingungen, NPS, elektromagnetischer Felder und ihre Energie E_ω=ℏω/2. Aus den NPS ermitteln wir die Casimir-Kraft, sie ist experimentell bestätigt.
Wir erkennen an den Magdeburger Halbkugeln das Vakuum. Vacuus (Latein) heißt leer, aber ist es leer? Beobachtungen von Galaxien zeigen, dass Volumen in der Natur die Energiedichte u_vol=0,5 nJ/m^3 hat. Es macht 67 % der Energie und Masse des Universums aus.
Die Energie E_ω=ℏω/2 der NPS elektromagnetischer Felder hat die Energiedichte 5,9⋅10^111 J/m^3 . Sie ist unrealistisch groß: Das ist das Problem der kosmologischen Konstanten.
Zur Lösung gehen wir von evidenten Grundtatsachen aus: Vakuum hat keine Ruhemasse. Die Lichtgeschwindigkeit ist invariant. Damit fundieren wir die moderne Physik: (1) Volumen in der Natur besteht aus Volumenportionen, VP, die sich ähnlich wie Teilchen im Gas bewegen. (2) Für diese VP wird eine Bewegungsgleichung hergeleitet. (3) Diese impliziert Gravitation & Raumkrümmung. (4) Teile (2,3) implizieren Quantenpostulate. (5) Teile (2,3) implizieren Volumenentstehung und u_vol=0,5 nJ/m^3 . (6) VP sind real (Hacking-Kriterium). (7) Teile (2-6) zeigen: E_ω ist eine kinetische Energie und wird durch eine potentielle Energie kompensiert. Das Problem wird also durch elektromagnetische und gravitative Volumeneigenschaften gelöst.
Ich berichte über Erfahrungen aus dem Unterricht in Klassen 9 bis 13 und in AGs. Die Unterrichtskonzepte sind direkt anwendbar [1-3].
[1] H.-O. Carmesin u. a. (2017): Universum Physik, Niedersachsen, G9, 9/10, Berlin: Cornelsen.
[2] Burisch, C. u. a. (2024): Universum Physik, Niedersachsen, Qualifikationsphase, Berlin: Cornelsen.
[3] H.-O. Carmesin (2024): How Volume Portions Form and Found Light, Gravity and Quanta. Berlin: Verlag Dr. Köster