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In diesem Video wird das Prinzip des Gaslasers vorgestellt: Es zeigt sich, dass dafür Knotenlinien von Elektronen auf Photonen "vererbt" werden. Für den Aufbau eines Glaslasers benötigt man zwei parallele Spiegel, die ein Glasrohr begrenzen, in dem sich Helium- und Neongas befinden. Die Spiegel müssen genau parallel sein, sonst zündet der Laser nicht. Das Helium wird in einer Gasentladung durch Stöße angeregt. Das Besondere hierbei ist, dass das Helium nicht durch Aussenden von Strahlung seine Energie wieder abgeben kann, sondern nur durch Stöße - es ist metastabil. Trifft das Heliumatom auf ein Neonatom, gibt es seine Energie ab - das Neon wiederum kann sofort durch Emmission eines Photons an die Umgebung in seinen Grundzustand zurückgelangen. Entscheidend für den Laser ist die sogenannte Inversion - da angeregtes Helium so langlebig ist, können sehr viele angeregte Heliumatome gleichzeitig erzeugt werden. Die angeregten Heliumatome übertragen ihre Energie auf viele Neonatome, die dann gemeinsam - in induzierter Emmission - viele Photonen erzeugen. Diese kohärenten Photonen werden im Resonator durch die beiden Spiegel hin- und herreflektiert, sodass eine stehende Welle entsteht, die sich immer weiter aufschaukelt. Ein Teil dieser stehenden Welle wird bei dem Spiegel, der nicht zu 100% reflektiert, ausgekoppelt - und das ist dann der Laserstrahl, den man sehen kann. Das hier vorgestellte Video ist Teil des Projektes "U2: Quantenspiegelungen" vom Institut für Didaktik der Physik der Universität Münster. Mathematisch fundierte Visualisierungen eröffnen Schritt für Schritt einen Zugang zu moderner Atomphysik – vom Wasserstoffatom bis zum Periodensystem der Elemente.

In diesem Video wird das Pauli-Prinzip visualisiert, wodurch die Stabilität der Elemente erklärt werden kann. Alle Quantenzustände haben ihren Ursprung in der Spiegelebene. Das Video zeigt, wie die Spinzustände up und down erzeugt werden. Kombinierte Zustände mit zwei Spins können erzeugt werden, indem man den Doppelpfeil auf die jeweilige Position des ersten Spins verschiebt. Es ergeben sich die vier Kombinationen up/up, up/down, down/up und down/down. Für ein tieferes Verständnis von Zwei-Spin-Zuständen, und allgemein Mehr-Teilchen-Quantenphysik, spielen Symmetrien unter Vertauschung eine wesentliche Rolle. Solchen Symmetrien begegnet man auch bei klassischen Schwingungszuständen: Erinnern wir uns an die Tasse mit Henkel. Durch Spiegelung an der gezeigten Ebene am Henkel geht der Zustand mit Schwingungsbauch am Henkel in sich selber über, der Zustand mit Schwingungsknoten am Henkel aber in sein Negatives. Unter Vertauschung von A mit B ergibt sich also entweder Symmetrie - AB plus - oder Antisymmetrie, AB minus. Symmetrie oder Antisymmetrie unter Vertauschung von A und B findet sich als Prinzip bei Zwei-Teilchen Zuständen wieder: Denn die Kombinationen aus zwei ununterscheidbaren Spins überlagern zu gemeinsamen Schwingungsmoden, die entweder symmetrisch oder antisymmetrisch unter Vertauschung der Spins A und B sind. Die drei symmetrischen Spinkombinationen werden als Triplett bezeichnet; die antisymmetrische als Singulett. Der gesamte Zwei-Elektronen-Zustand besteht aus einem Orts- und einem Spinzustand. Das symmetrische Spintriplett kombiniert mit dem antisymmetrischen Ortszustand, und das antisymmetrische Spinsingulett mit dem symmetrischen Ortszustand. Dies ist das Pauli-Prinzip: Der Zustand von zwei Elektronen A und B muss insgesamt antisymmetrisch sein! Das hier vorgestellte Video ist Teil des Projektes "U2: Quantenspiegelungen" vom Institut für Didaktik der Physik der Universität Münster. Mathematisch fundierte Visualisierungen eröffnen Schritt für Schritt einen Zugang zu moderner Atomphysik – vom Wasserstoffatom bis zum Periodensystem der Elemente.

Der Gitarrenspiegel und das daraus abgeleitete Modell der Quantenorgel stehen für einen pragmatischen Zugang zur Quantenphysik. Das Bild des Gitarrenspiegels und das daraus abgeleitete Modell der Quantenorgel stehen für einen pragmatischen Zugang zur Quantenphysik: Die Modelle beanspruchen keinen Wahrheitsgehalt, sondern sind eine Anschauungshilfe für praktische Anwendungen. Der Interpretationsspielraum bei jeder Modellierung spiegelt die Stärke der Quantenphysik, aber auch die Faszination wissenschaftlicher Suche ganz im Allgemeinen wieder - denn die Wahrheit ist offen. Das hier vorgestellte Video ist Teil des Projektes "U2: Quantenspiegelungen" vom Institut für Didaktik der Physik der Universität Münster. Mathematisch fundierte Visualisierungen eröffnen Schritt für Schritt einen Zugang zu moderner Atomphysik – vom Wasserstoffatom bis zum Periodensystem der Elemente.

Der Weinanbau ist zu einem bedeutenden Wirtschaftszweig in Australien geworden. Knapp 2000 Winzer kultivieren überwiegend europäische Rebsorten. Die Anbaugebiete liegen vor allem in den südlicheren, kühleren Landesteilen mit vorherrschendem Winterregenklima. Australien stellt vier Prozent der Weltproduktion her. Über die Hälfte des Weins wird ausgeführt, so nimmt Australien unter den Weinexportnationen einen beachtlichen vierten Platz ein. Eine der bekanntesten Weinregionen ist das Hunter Valley, 150 Kilometer nördlich von Sydney.

Auf einer Rinderfarm in New South Wales in Ostaustralien: Es regnet hier mehr als in Westaustralien, aber die jährlichen Niederschlagsmengen sind sehr unterschiedlich. Der Farmer hat sich entschieden, auf seinen Weiden keine importierten Grassorten zu verwenden, sondern nur einheimische Gräser, die besser an das Klima angepasst sind. Das Zuchtvieh wird auf Viehauktionen versteigert. In Australien werden auf 59.000 Farmen Rinder produziert. 65 Prozent des Rindfleisches gehen in den Export und machen Australien zum zweitgrößten Rindfleischexporteur der Welt.

Merinoschafe kamen schon mit den ersten weißen Siedlern 1788 auf dem Kontinent an. Schnell stieg Australien zum weltweit größten Produzenten von Schafwolle auf. Heute hat Wolle nur noch einen Anteil von acht Prozent an den landwirtschaftlichen Ausfuhren. Daneben exportiert Australien auch lebende Schafe, die vor allem in den Nahen Osten verkauft werden. Typisch für Westaustralien ist das "Mixed Farming": Nur etwa die Hälfte der Farm ist Weideland, auf der anderen Hälfte wird Getreide angebaut.

Im Zentrum des Outback, in Alice Springs, gibt es eine Schule ohne Schüler, ohne Klassenräume, aber mit drei Studios: die "School of the Air". Sie betreut 130 Kinder auf einer Fläche von 1,3 Millionen Quadratkilometern. Insgesamt gibt es 16 dieser Einrichtungen auf dem ganzen Kontinent. Der Unterricht funktioniert über Computer und Satelliten. Die Lehrerin ist im Studio, die Schüler sitzen in einer Entfernung von bis zu 1000 Kilometern vor ihrem Computer. Spezielle Kameras übertragen Experimente, es gibt die passenden Lehrbücher, Arbeitsblätter und regelmäßige Hausaufgabenkontrollen. Nur drei- bis viermal im Jahr treffen sich die Schüler direkt mit ihren Lehrern.

Wesentlich aufwändiger als die schulische Betreuung von Kindern ist die medizinische Versorgung im Outback. Der Royal Flying Doctor Service bringt ärztliche Hilfe und übernimmt Krankentransporte über große Entfernungen bis in die entlegensten Winkel des Kontinents. An 21 Standorten in ganz Australien sind heute 61 Flugzeuge stationiert. 763 Patienten pro Tag werden im Schnitt transportiert. 73.000 Flugkilometer werden dafür täglich zurückgelegt. Nur ein wohlhabendes Land kann sich ein so teures Krankentransportwesen leisten.

1770 nahm Captain James Cook das östliche Australien für die britische Krone in Besitz. England wollte das Land als Strafkolonie nutzen. Schon 1788 kamen die ersten Strafgefangenen aus England mit der "First Fleet" an. Der australische Kontinent wurde von den Siedlern als unbewohnt angesehen, obwohl zu jener Zeit mehr als eine halbe Million Ureinwohner auf dem Kontinent lebten. Diese aber kannten in ihrer Kultur kein persönliches Eigentum, schon gar keinen Landbesitz. Schwere Konflikte waren so vorprogrammiert. Kriegerische Handlungen, Massaker an den Ureinwohnern und eingeschleppte Krankheiten reduzierten die Zahl der Aborigines auf etwa ein Fünftel.

Die soziale Integration derjenigen Australier, die seit 50.000 Jahren auf dem Kontinent leben, ist immer noch eine große Herausforderung für die Gesellschaft. Die soziale Situation vieler Aborigines ist schlecht. Ihnen fehlt eine hinreichende Schulbildung. Die Arbeitslosigkeit liegt um ein Vielfaches über dem Durchschnitt und gerade junge Aborigines geraten oft mit dem Gesetz in Konflikt. Die Rassenzugehörigkeit ist immer noch ein großes Problem, mit dem das Land täglich konfrontiert ist. Unstrittig ist: Eine gute Ausbildung ist die Voraussetzung dafür, dass soziale Gegensätze überwunden werden können.