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Stern-Gerlach-Versuch

Stern-Gerlach-Versuch. Und außerdem: Was ist Spin, Richtungsquantelung und Bahndrehimpuls. Otto Stern und Walther Gerlach. 1922 gelang ihnen der Nachweis von der Richtungsquantelung des Bahndrehimpulses von Atomen anhand des Spins des Valenzelektrons im Silberatom.

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Stern-Gerlach-Versuch

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Presentation Transcript

  1. Stern-Gerlach-Versuch Und außerdem:Was ist Spin, Richtungsquantelung und Bahndrehimpuls

  2. Otto Stern und Walther Gerlach 1922 gelang ihnen der Nachweis von der Richtungsquantelung des Bahndrehimpulses von Atomen anhand des Spins des Valenzelektrons im Silberatom.

  3. Bohr-Sommerfeldsche-Atommodell Schon 1916 wurde von ihnen die Richtungsquantelung vorausgesagt

  4. Was ist Richtungsquantelung Bezeichnet in der Quantenphysik den Umstand, dass Winkel die von Drehimpuls und Betrachtungsachse immer bestimmte Werte haben.

  5. Was ist der Bahndrehimpuls? n=1,2,3,… l=s,p,d,f,g (0,1,2,3,4) m= -l,…,+l  z-Komponente des magnetischen Moments S=±1/2ђ

  6. Spin • Der Spin ist ein „eigener“ Bahndrehimpuls des Elektrons • Besitzt AUCH ein magnetisches Moment, hat aber mit der Quantenzahl m nichts zu tun • 2 diskrete Werte

  7. Gesamtdrehimpuls Ist die Summe aus allen Bahndrehimpulsen der Elektronen in den Orbitalen und der Spins.Wirkt wie ein magnetisches Moment

  8. Warum Silber? Besitzt genau ein Valenzelektron im s-Orbital Das Elektron im s-Orbital erzeugt aufgrund seiner Kugelsymmetrie keinen Drehimpuls Elektronenkonfig: [Kr] 4d105s1

  9. [Kr] 4d105s1??? Man sieht anhand der Besetzungsregeln, dass Silber nicht der Klechkovski-Regel folgt. Diese Ausnahme teilt es mit Chrom Kupfer und einigen anderen Metallen.

  10. Klassische Erwartung • Drehimpulse können beliebige Raumrichtungen annehmen • Unterschiedlichez-Komponentender Dipole würden verschiedenstark abgelenktwerden

  11. Schematischer Aufbau Teilchenstrahl wird durch inhomogenes Magnetfeld geschickt. Der Strahl wird GETEILT und nicht verschmiert.

  12. Summa Sumarum • Der Versuch zeigte zum ersten Mal, dass es bei dem Spin eines Elektrons nicht um ein rein mathematisches Modell handelt. • Die wichtigste Erkenntnis daraus ist, dass Elektronen einen eigenen Drehimpuls besitzen und dieser quantisiert ist. • Findet Anwendung in der Chemie, Biologie und Medizin zur Gewebeanalyse. (MRT)

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