KAPITEL4-FESTKÖRPERPHYSIK Flashcards
Strahlungsquant
Sichtbare Strahlung / Licht
Intensität und Energie
Ein intensives Lichtbündel enthält eine Vielzahl von Photonen,
wogegen eine hohe Energie der einzelnen Photonen eine hohe
Frequenz der Lichtwelle voraussetzt!
- „Farbe“ des Lichts ändert sich mit Energie
-Kurzwelliges Licht / Strahlung ist energiereicher
Die Energie eines Photons ist keine Funktion der Photonen-
geschwindigkeit!
- Photonen in Ruhe sind nicht existent!
Masse und Impuls
Strahlungsdruck
Lichtelektrischer Effekt
Nachweis der Quantelung des Lichts
-Die Geschwindigkeit der emittierten Elektronen ist nicht von der Intensität
sondern von der Frequenz des Lichts / der Strahlung abhängig.
-Unterhalb einer bestimmten Grenzfrequenz ist die Aussendung von Elektronen
nicht möglich.
-> Photoempfänger, Sendeelemente (Laser, LED)
Welleneigenschaften des Teilchens
Aufbau von Atomen
Größe der Atome
Ladung der Elementarteilchen
Massen der Elementarteilchen
Bestimmung des Kernradius
Rutherfordsche Streuversuche mit Heliumkernen
- Dünne Goldfolie wird mit Heliumkernen (beide e- fehlen!) beschossen
-Praktisch keine Energieabgabe an leichte e- der Goldatome
-Bei Vorbeiflug an schweren positiven Goldkernen erfolgt eine Bahnablenkung
durch elektrostatische Abstoßung
-Je stärker die Veränderung der Flugbahn, um so direkter der „Kontakt“ zum
Goldkern (Rückstreuung!)
-Häufigkeitsverteilung der Streuwinkel / Ablenkwinkel lässt Aussage über den
Kerndurchmessers der Goldatome zu
Kernradius und Dichte
Atomhülle
Das Bohrsche Atommodell
Die Bohrschen Postulate
De Broglie Wellenlänge
Die Bohrschen Postulate - Formel
Bohrscher Radius a0 des H-Atoms
Energieniveaus der Elektronen
Energieniveaus der Elektronen - Atome mit Ladungszahl Z > 1
Gesamtenergie des Wasserstoffatoms
Energieniveauschema des Wasserstoffatoms
Emission und Absorption
- Die Bewegung auf den Bahnen ist strahlungslos.
- Emission und Absorption von Licht erfolgt durch Übergänge der
Elektronen zwischen den Bahnen!
Franck-Hertz-Versuch 1913
Optische Übergänge
Was ist die Rydbergkonstante ?
- Die Rydberg-Konstante ist eine nach Johannes Rydberg benannte Naturkonstante. Sie tritt in der Rydberg-Formel auf, einer Näherungsformel zur Berechnung von Atomspektren.
Resultierende Serien
Energieniveauschema des H-Atoms
Spektrum einer Hg-Lampe
Das Bändermodell
Modell gebundener Elektronen
-Kopplung zweier Atome: Molekül, Elektronenwolken überlappen sich,
Wechselwirkung zweier Schwingungszustände (gekoppelte Pendel)
- Die Wechselwirkung der Elektronen führt zur N-facher Aufspaltung der
Energieniveaus (N: Anzahl der Atome)
- Im Festkörper liegen die Energiezustände so eng beisammen, dass sie
verschmelzen. Es kann sogar zu einer Überlappung der hoch liegenden Bänder
kommen (Metalle zweiter Art)
- Aufspaltung in verschiedene Energiezustände
Energieniveaus
Bezeichnungen der Bänder
Rückblick zur Energieberechnung