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Aus dem Physik-Unterricht der Oberstufe
Jeder kennt es, obwohl es kaum zu fassen ist. So klein und doch so wichtig für unsere Welt. Das Elektron. Es bildet die Hüllen der Atome, versteckt sich im Atomkern und setzt den elektrischen Strom zusammen, wenn sich Myriaden dieser Elementarteilchen in Bewegung setzen. Doch was ist ein Elektron wirklich? Diese Frage stellen sich bis heute nicht nur die Physiker aller Welt, sondern auch die Oberstufenschülerinnen und -schüler des Internates. Bei der Beantwortung dieser Frage hilft ein Versuch, der anschaulich in die Welt des Elektrons entführt und ein besseres Verständnis für diesen elementaren Baustein der Materie schafft.
So ist dieses eindrucksvolle Experiment auch fester Bestandteil des Unterrichtes zur Atomphysik und den elektromagnetischen Feldern, bei dem die angehenden Abiturienten die Masse des Elektrons bestimmen können, genauer gesagt die „spezifische Ladung“ dieses Leichtgewichtes. Mithilfe des Fadenstrahlrohres und einem von außen angelegtem Magnetfeld werden dabei die vorher stark beschleunigten Elektronen auf eine Kreisbahn gezwungen. Das Vermessen dieser leuchtenden Bahn und der beteiligten Feldgrößen ermöglichen die Ermittlung der spezifischen Ladung des Elektrons und somit auch die Bestimmung der Elektronenmasse. Nach mehreren wiederholten Messungen und ein bisschen Theorie zum Kräftegleichgewicht, welches das negative Elementarteilchen auf der Kreisbahn erfährt, kommen die Schülerinnen und Schüler auf das erstaunliche Ergebnis von 9×10-31 kg für die Elektronenmasse, oder anders ausgedrückt 0,0000000000000000000000000000009 kg.
Kaum zu glauben, dass es möglich war solche eine kleine Masse des unsichtbaren Elektrons zu bestimmen. Beeindruckend und nachdenklich stimmt diese Erkenntnis Physiklehrer Walter Gröning und seine SchülerInnen gleichermaßen.
Walter Gröning
