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- Zettel 1:
- Max Planck
- Geboren 23. April 1858 - Gestorben 4. Oktober 1947
- Er war ein bedeutender deutscher Physiker, denn er gilt als Begründer der Quantenphysik.
- Die Entdeckung einer Konstanten in einer physikalischen Grundgleichung, auch genannt "Plankschen Wirkungsquantum", erhielt er
- 1919 den Nobelpreis für Physik.
- 1889 begann er in Berlin sich mit der Strahlung sogenannter "Schwarzer Körper" zu beschäftigen und konnte 1900 eine Formel,
- die "Plancksche Strahlungsformel", präsentieren, welche diese Strahlung korrekt beschrieb. Mit dieser Formel legte er den
- Grundstein für die moderne Quantenphysik.
- Zettel 2:
- Schwarzer Körper:
- Ein Schwarzer Körper, oder auch plankscher Strahler, ist eine idealisierte thermische Strahlungsquelle.
- Die Idealisierung (Modell, welches manche Tatsachen und Störeinflüsse nicht berücksichtigt) ist, dass ein
- Schwarzer Körper alle auftreffende elektromagnetische Strahlung jeglicher Wellenlänge vollständig absorbiert.
- Reale Körper werfen von dieser Strahlung immer nur einen Teil davon zurück. Der Schwarze Körper sendet gleichzeitig als
- Wärmestrahlung eine elektromagnetische Strahlung aus, deren Intensität und Verteilung nur von der Temperatur des Körpers abhängen.
- 1900 erkannte Max Planck, dass die Materie die Strahlungsenergie nur in Energiequanten (kleinen Energiepaketen) aufnehmen und abgeben kann.
- Zettel 3:
- Planksches Wirkungsquantum:
- Das Planksche Wirkungsquantum, oder auch die Planck-Konstante (h), ist das Verhältnis von Energie (E) und Frequenz (f) eines Photons,
- entsprechend vder Formel "(E)=(h)x(f). Die Entdeckung des Wirkungsquantum durch Planck begründete die Quantenphysik.
- Es verknüpft Eigenschaften, welche in der klassischen Physik entweder nur als Teilchen oder Wellen zugeschrieben wurden.
- Planck sah das Wirkungsquantum, neben der Gravitationskonstante und der Lichtgeschwindigkeit, als die dritte fundamentale Naturkonstante der Physik.
- Diese Konstanten bilden die Grundlage des natürlichen Einheitensystems der Planck-Einheiten. Die Planck-Einheiten bilden ein System natürlicher Einheiten
- für die physikalischen Größen.
- Zettel 4:
- Quantenhypthese:
- Sie drückt aus, dass Strahlung mit Materie nicht beliebige Energiemengen austauschen kann, sonderen nur kleine Energiepakete bzw. Quanten.
- Diese Hypothese wurde 1900 von Max Planck für die Herleitung seines Strahlungsgesetzes des Schwarzen Körpers eingeführt. Planck war Anfangs seiner eigenen
- Hypothese skeptisch gegenüber, woraufhin Albert Einstein vorschlug, dass diese Quanten nicht nur eine Rechengröße sind, sondern das Strahlungsfeld selbst
- aus Quanten bestehe. Damit gelang es ihm, die experimentellen Befunde des äußeren photoelektrischen Effektes zu erklären. Somit erwies sich die Quantenhypothese
- nicht nur als notwendig für die Herleitung des plankschen Strahlungsgesetzes, sondern unter Anderem auch für die Erklärung der Linienspektrren und der
- kurzwelligen Grenze der Röntgenstrahlung. Diese Arbeiten gelten als Geburtsstunde der Physik. Quanten sind ebenso heute keine Hypothese mehr, sondern Tatsache.
- Zettel 5:
- Quantenmechanik im Bohrschen Atommodell:
- Das Bohrsche Atommodell basiert auf der Annahme, dass Elektronen im Atom nur Zustäande von ganz bestimmten Energien
- einnehmen können und dass die Elektronen bei der Absorption von Licht von einem Energieniveau auf ein anderes springen.
- Zur Formlulierung seiner Theorie nutzte er das Korrespondenzprinzip, welches aussagt, dass das quantentheoretisch berechnete optische Spektrum von Atomen
- im Grenzfall großer Quantenzahlen dem klassisch berechneten Spektrum annähren muss. Mit dem Bohrschen Atommodell gelang zum Beispiel der Aufbau
- des Periodensystems.
- Zettel 6:
- Bohrsches Atommodell:
- Das von Niels Bohr 1913 entwickelte Atommodell ist das erste anerkannte Atommodell, welches Elemente der Quantenmechanik enthält. Das Modell besteht aus einem
- schweren, positiv geladenen Atomkern und leichten, negativ geladenen Elektronen, welche den Atomkern auf geschlossenen Bahnen umkreisen. Durch drei Theorien
- setze Bohr innerhalb des Modells die klassische Physik teilweise außer Kraft. Einerseits, anders als ältere Atommodelle, zeigt das Bohrsche Atommodell viele
- der am Wasserstoffatom zu beobachteten Eigenschaften, während andererseits viele Deteils von Messungen nicht erfasst werden. Ebenso können Chemische
- Bindungen nicht erklärt werden. Durch das Bohrsche Atommodell lies sich der Aufbau der Atomhülle einfacher verstehen. Die anschauliche Vorstellung
- von Atomen, die den Atomkern umkreisen wie Planeten die Sonne, prägt das Bild von Atomen. Da Max Planck's Quantentheorie Anfangs sehr skeptisch
- angesehen wurde, dennoch Niels Bohr für seine stabilen Bahnen das Planksche Wirkungsquantum für die mikroskopischen Vorgänge geeignete
- charakteristische Naturkonstante so in den Gleichungen zu berücksichtigen, dass die Ergebnisse seines Modells möglichst gut zu den an Atomen beobachteten
- Tatsachen passen.
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