1 / 22

Einführung in die Struktur der Materie Atomphysik/Quantenphysik

Einführung in die Struktur der Materie Atomphysik/Quantenphysik. Reinhard Dörner Institut für Kernphysik Doerner@hsb.uni-frankfurt.de. „Was die Welt im Innersten zusammenhält“. Dynamik und Struktur Moleküle, Atome, Kernematerie. Arbeitsgruppen am Institut für Kernphysik.

kamea
Download Presentation

Einführung in die Struktur der Materie Atomphysik/Quantenphysik

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Einführung in die Struktur der Materie Atomphysik/Quantenphysik Reinhard Dörner Institut für Kernphysik Doerner@hsb.uni-frankfurt.de

  2. „Was die Welt im Innersten zusammenhält“ Dynamik und Struktur Moleküle, Atome, Kernematerie

  3. Arbeitsgruppen am Institut für Kernphysik Hochenergie Kernphysik R. Stock H. Ströbele C. Blume Atom/Molekülphysik H. Schmidt -Böcking R. Dörner

  4. Themen für Seminarvorträge: 10.11. Die Paulfalle 10.11. Die Penningfalle 1.12. Bohr-Einstein Debatte um die Quantenmechnik 15.12. Beugung von „Fußbällen“ ein modernes Doppelspalt Experiment 26.1. Der Maser 26.1. Ramsey Atomstrahlinterferenz 9.2. Zweiphotonenspektroskopie

  5. Einführung • 1.1. Vergleich Quantenmechanik – klassische Theorien

  6. Klassische Theorien (Newtonsche Mechanik, Maxwell Elektrodynamik) Quantenmechanik Zentrale Unterschiede von klassicher und quantenmechanischer Sicht: • Indeterministischnur Wahrscheinlichkeitsaussagen • Deterministischaus maximaler Beobachtung eindeutig auf Zukunft und Vergangenheit schliessen • Teilchen: Orts&Impuls&Zeit Punkte • Teilchen: Wellenfunktion • Realität lokald.h. räumlich entfernte Teilchen sind nur über Kräfte verknüpft, Lichtgeschwindigkeit • Realität nichtlokalauch weitentferne Teilchen sind verschränkt (Überlichtgeschwindigkeit) • Kontinuierlich:(stetig, differenzierbar) • Energie und Drehimpuls kann jeden Wert annehmen • Gequantelt:Energie und Drehimpuls habe nur diskrete Werte

  7. „Those who are not shocked when they • first come across quantum mechanics • cannot possibly have understood it.“ • Niels Bohr

  8. I do not like it, • and I am sorry I ever had anything to do with it. • Erwin Schrödinger, speaking of quantum mechanics

  9. I think it is safe to say • that no one understands quantum mechanics. • Richard Feynman

  10. Klassische Theorien (Newtonsche Mechanik, Maxwell Elektrodynamik) Quantenmechanik Zentrale Unterschiede von klassicher und quantenmechanischer Sicht: • Indeterministischnur Wahrscheinlichkeitsaussagen • Deterministischaus maximaler Beobachtung eindeutig auf Zukunft und Vergangenheit schliessen • Teilchen: Orts&Impuls&Zeit Punkte • Teilchen: Wellenfunktion • Realität lokald.h. räumlich entfernte Teilchen sind nur über Kräfte verknüpft, Lichtgeschwindigkeit • Realität nichtlokalauch weitentferne Teilchen sind verschränkt (Überlichtgeschwindigkeit) (kein New Age Holismus) • Kontinuierlich:Energie und Drehimpuls kann jeden Wert annehmen • Gequantelt:Energie und Drehimpuls habe nur diskrete Werte

  11. Lord Ernest Rutherford (1927): „Anyone who expects a source of power from tranformations of atoms is taking moonshine“

  12. Einführung • 1.1. Vergleich Quantenmechanik – klassische Theorien • 1.2. Atomphysik im Netz anderer Themenbereiche

  13. 2 466 061 413 187 103(46) Hz Genauigkeit 10-14!!! H (2s-1s) PRL 84 (2000) 5496 Niering et al http://www.mpq.mpg.de/~haensch/hydrogen/h.html -> Sind Naturkonstanten Konstant? Messung heute wiederholen … Absorbtion/Emissionsspektren Atome Ionen 2 466 061 413 187 103(46) Hz H 1s-2s Absorbtion/Emissionsspektren Atome Ionen Meteologie Atmosphärenphysik Astrophysik Meßtechnik Naturkonstanten Plasmaphysik Atomphysik Laserphysik Chemie Reaktionen Molekülphysik Medizinphysik (Röntgen) Medizinischmessgeräte Strahlentherapie/schaden Mikrobiologie Tiefer: Reaktionen - Belebte Welt gesteuert von Elektronen! 92 Atome bauen die Welt (Elektronen – Kerne) bestimmen die Dynamik

  14. http://www.mpq.mpg.de/~haensch/hydrogen/h.html

  15. Einführung • 1.1. Vergleich Quantenmechanik – klassische Theorien • 1.2. Atomphysik im Netz anderer Themenbereiche • 2. Historischer Rückblick • 2.2.Atomismus seit den Griechen

  16. = unteilbar Leukip (ca 440vChr.) und Schüler Demokrit (469-370v.Chr.)

  17. Platonische Körper

  18. Problem: Atome kann (konnte) man nicht sehen, daher immer Interpretation! -> Wissen aus einem Netz von Beobachtungen und Modellen Beobachtungen sind nicht Modellunabhängig

  19. Immanuel Kant: "Gedanken ohne Inhalte sind leer, Anschauungen ohne Begriffe sind blind" Empirie – Theorie „Beobachtung“ - Modell

  20. Dalton 1803 Atomhypothese: 1808: „A New System of Chemical Philosophy“ „Das Wesen der chemischen Umwandlung besteht in der Vereinigung und Trennung von Atomen“ • Chemisch Elemente bestehen aus kleinsten Teilchen, die man chemisch nicht weiter zerlegen kann • Atome desselben Elementes sind in Qualität, Größe und Masse gleich • Verbindungen zwischen „Molekülen“: ganzahliges Massenverhältnis der Atome.

  21. Michael Faraday (1791-1867): 1833 Atomistik der Elektrizität Elektrolyse: abgeschiedene Menge des Materials proportional zur Ladungsmenge

  22. Michael Faraday (1791-1867): 1833 Atomistik der Elektrizität Elektrolyse: abgeschiedene Menge des Materials proportional zur Ladungsmenge

More Related