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Quantenmechanik


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Photoeffekt
Eine negativ geladene Platte entlädt sich, wenn Licht ab einer bestimmten Wellenlänge den Elektronen genug Energie gibt, die Platte zu verlassen. Die Intensität und Dauer hat unterhalb dieser Wellenlänge keinen Einfluss.
Photonen
Licht besteht aus Energiepaketen (Lichtquanten), die je nach Wellenlänge unterschiedlich viel Energie haben. Damit lässt sich der Photoeffekt erklären.
h-Bestimmung
Um die Energie von Photonen zu bestimmen, werden aus einer Photozelle Elektronen ausgelöst, die in Richtung Anode fliegen. Es wird eine Gegenspannung erhöht, bis kein Elektron mehr zur Anode gelangt (Grenzspannung U₀). E = h*f
Compton-Effekt
Bei der Streuung von Licht vergrößert sich die Wellenlänge des Lichts je nach Streuwinkel, da das Photon einen vollelastischen Stoß mit einem ruhenden Elektron ausführt, das einen Teil der Energie und des Impuls aufnimmt. p = h/λ
DeBroglie-Hypothese
Wenn sich Licht manchmal wie ein Teilchen verhält, verhalten sich Teilchen manchmal wie Wellen. (Experimenteller Nachweis von Davisson und Germer an Kristallgitter und von Jönsson am Doppelspalt)
Materiewellen
Die Welle eines Teilchens gibt dessen Aufenthaltswahrscheinlichkeit an.
Heisenbergsche Unschärferelation
Ort und Impuls eines quantenmechanischen Teilchens sind nicht gleichzeitig genau messbar.
Quantenmechanisches Weltbild
Ein quantenmechanisches System nimmt, solange man es nicht beobachtet, alle Zustände gleichzeitig an.
Paarerzeugung
In der Nähe eines Atomkerns kann aus einem Gammastrahlen-Photon spontan ein Elektron-Positron-Paar entstehen.
Paarvernichtung
Trifft ein Positron auf ein Elektron, wird die Masse der beiden Teilchen in reine Energie in Form von zwei Photonen umgewandelt.
Frank Hertz Versuch
Atome können Energie nur in festen Paketen aufnehmen (und abgeben). (Semielastische Stöße beschleunigter Elektronen mit Neonatomen)
Glühende Körper
Objekte die ein kontinuierliches Spektrum emittieren, da die Photonen durch starke thermische Bewegung der Atome entstehen.
Gasentladungslampe
Elektronen werden zur Anode beschleunigt, bekommen Energie, stoßen auf Atome und geben Energie ab.
LASER
Elektronen werden in einen angeregten Zustand befördert, sie sammeln sich auf einem oberen Energieniveau und fallen durch ein Photon der richtigen Frequenz auf das untere Energieniveau und geben ein Photon der richtigen Frequenz, Richtung und Phase ab (Kettenreaktion).
LED
Elektronen eines p- oder n-Dotierten Halbmetalls können frei zwischen zwei Energieniveaus wechseln und geben dabei ein kontinuierliches Spektrum ab.
Kügelchenmodell
Atome sind unteilbare Kügelchen.
Rosinenkuchenmodell
Atome bestehen aus positiv geladener Masse mit darin verteilten Elektronen.
Planetenmodell
Atome haben einen massiven Kern, um den die Elektronen kreisen.
Schalenmodell
Elektronen befinden sich nur auf festen Schalen um den Atomkern. Schalen entsprechen Energieniveaus.
Orbitalmodell
Elektronen befinden sich in “3D-Orbitalen” um den Kern. Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit ist eine Lösung der Schrödinger-Gleichung.