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Plancksches Wirkungsquantum

Plancksches Wirkungsquantum. Uni Bielefeld Fakultät Physik. Vitalij Schmidt. Überblick. Kurzbiografie von Planck Hohlraumstrahler Wirkungsquantum – Neue Erkenntnisse Folgen. Kurzbiografie Akademische Laufbahn. 23. April 1858 geboren. Kurzbiografie Akademische Laufbahn.

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Plancksches Wirkungsquantum

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Presentation Transcript

  1. Plancksches Wirkungsquantum Uni Bielefeld Fakultät Physik Vitalij Schmidt

  2. Überblick • Kurzbiografie von Planck • Hohlraumstrahler • Wirkungsquantum – Neue Erkenntnisse • Folgen

  3. Kurzbiografie Akademische Laufbahn • 23. April 1858 geboren

  4. Kurzbiografie Akademische Laufbahn • 23. April 1858 geboren • Ab 1874 Physikstudium in München • 1877/78 Wechsel nach Berlin • Oktober 1878 Lehramtexamen • Februar 1879 Dissertation • Doktorarbeit in 4 Monaten abgeschlossen

  5. Kurzbiografie Akademische Laufbahn • 23. April 1858 geboren • Ab 1874 Physikstudium in München • 1877/78 Wechsel nach Berlin • Oktober 1878 Lehramtexamen • Februar 1879 Dissertation • Doktorarbeit in 4 Monaten abgeschlossen • Juni 1880 Habilitation • April 1885 Extraordinarius in Kiel • April 1889 als Nachfolger Kirchhoffs nach Berlin

  6. Kurzbiografie Akademische Laufbahn • 23. April 1858 geboren • Ab 1874 Physikstudium in München • 1877/78 Wechsel nach Berlin • Oktober 1878 Lehramtexamen • Februar 1879 Dissertation • Doktorarbeit in 4 Monaten abgeschlossen • Juni 1880 Habilitation • April 1885 Extraordinarius in Kiel • April 1889 als Nachfolger Kirchhoffs nach Berlin • ca. 1900Strahlungsgesetz → Wirkungsquantum • 1918 Nobelpreis für die Quantentheorie • 1929 Max-Planck-Medaille mit Albert Einstein • 4. Oktober 1947 Ableben

  7. StrahlungsgesetzHohlraumstrahlung

  8. StrahlungsgesetzHohlraumstrahlung • Motivation • generell: elementare Erkenntnisse über die Verteilung der Strahlung schwarzer Körper, abhängig nur von Temperatur, Frequenz und Konstanten • praktisch: Steigerung der Effizienz von Lichtquellen

  9. StrahlungsgesetzHohlraumstrahlung • Motivation • generell: elementare Erkenntnisse über die Verteilung der Strahlung schwarzer Körper, abhängig nur von Temperatur, Frequenz und Konstanten • praktisch: Steigerung der Effizienz von Lichtquellen • Eigenschaften der Hohlraumstrahlung • befindet sich im thermisches Gleichgewicht • Kirchhoffsches Strahlungsgesetz • Verteilung nicht von Materialeigenschaften abhängig • nur von Temperatur

  10. StrahlungsgesetzHohlraumstrahlung Stefan-Boltzmann-Gesetz Spektrale spezifische Ausstrahlung Wiensches Verschiebungsgesetz

  11. StrahlungsgesetzHohlraumstrahlung Bereits bekannte Interpolationen • Rayleigh-Jeans • nur für sehr kleine Frequenzen brauchbar

  12. StrahlungsgesetzHohlraumstrahlung Bereits bekannte Interpolationen • Rayleigh-Jeans • nur für sehr kleine Frequenzen brauchbar • Wiensches Strahlungsgesetz • gibt erstmals das endliche Maximum an • starke Abweichungen für kleine Frequenzen

  13. StrahlungsgesetzHohlraumstrahlung

  14. StrahlungsgesetzHohlraumstrahlung Plancksches Strahlungsgesetz

  15. StrahlungsgesetzHohlraumstrahlung Plancksches Strahlungsgesetz

  16. WirkungsquantumNeue Erkenntnisse • Energiedifferenzen treten nur in diskreten Größen auf: • richtige Deutung erst durch Einstein 1905 • Photoeffekt • Es existieren Lichtquanten, die Photonen • Energie der Photonen von der Frequenz abhängig • Photonen haben einen Impuls Erste Ansätze von Welle-Teilchen-Dualismus

  17. WirkungsquantumNeue Erkenntnisse • Die Absorptionsspektren der Elemente können von Niels Bohr erklärt werden • quantisierte Bahnen und Drehimpulse Bohr-Sommerfeld-Atommodel

  18. WirkungsquantumNeue Erkenntnisse • Die Absorptionsspektren der Elemente können von Niels Bohr erklärt werden • quantisierte Bahnen und Drehimpulse • Die Temperaturabhängkeit der Wärmekapazität wird erläutert • durch Einstein, verbessert durch Debye Bohr-Sommerfeld-Atommodel Spezifische Wärmekapazität

  19. WirkungsquantumNeue Erkenntnisse • weitere Folgen: • Korrespondenzprinzip • Klassische Physik als Grenzfall der Quantenphysik • Compton-Effekt • DeBroglie-Wellenlänge für Festkörper • Heisenbergsche Unschärferelation • Schrödingergleichungen

  20. Planck - Wirkungsquantum • Literatur (u.a.) • Halliday, Resnick: Physik 2 • Meschede: Gerthsen Physik • Heilbron: Max Planck • Links • http://dbserv.ihep.su/hist/owa/hw.fulltextlist (Texte von Planck zum Strahlungsgesetz, englisch) • http://en.wikipedia.org/wiki/Stefan-Boltzmann_law (Herleitung des Boltzmann-Gesetzes aus Plancks Formel) • www.google.de • http://www.roro-seiten.de/physik/extra/planck/planckartikel.html • http://www.ieap.uni-kiel.de/plasma/ag-piel/vorl/kap45/planck.html

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