Atom- und Quantenphysik [electronic resource] : Eine Einführung in die experimentellen und theoretischen Grundlagen /

1. Einleitung -- 1.1 Klassische Physik und Quantenphysik -- 1.2 Kurzer historischer Überblick -- 2. Masse und Größe des Atoms -- 2.1 Was ist ein Atom? -- 2.2 Bestimmung der Masse -- 2.3 Methoden zur Bestimmung der Loschmidt-Zahl -- 2.3.1 Elektrolyse -- 2.3.2 Gas- und Boltzmann-Konstante -- 2.3.3 Röntgenbeugung an Kristallen -- 2.3.4 Messung mit Hilfe des radioaktiven Zerfalls -- 2.4 Bestimmung der Größe des Atoms -- 2.4.1 Anwendung der kinetischen Gastheorie -- 2.4.2 Der Wirkungsquerschnitt -- 2.4.3 Experimentelle Bestimmung von Wirkungsquerschnitten -- 2.4.4 Bestimmung der Größe von Atomen aus dem Kovolumen -- 2.4.5 Größe von Atomen aus Messungen der Röntgenbeugung an Kristallen -- 2.4.6 Kann man einzelne Atome sehen? -- 3. Die Isotopie -- 3.1 Das Periodische System der Elemente -- 3.2 Massenspektroskopie -- 3.2.1 Parabelmethode -- 3.2.2 Verbesserte Massenspektrometer -- 3.2.3 Ergebnisse der Massenspektroskopie -- 3.2.4 Moderne Anwendungen der Massenspektrometer -- 3.2.5 Isotopentrennung -- 4. Kernstruktur des Atoms -- 4.1 Durchgang von Elektronen durch Materie -- 4.2 Durchgang von a-Teilchen durch Materie (Rutherford-Streuung) -- 4.2.1 Einige Eigenschaften von a-Teilchen -- 4.2.2 Streuung von a-Teilchen in einer Folie -- 4.2.3 Ableitung der Rutherfordschen Streuformel -- 4.2.4 Experimentelle Ergebnisse -- 4.2.5 Was heißt Kernradius? 45 -- 5. Das Photon -- 5.1 Licht als Welle -- 5.2 Die Temperaturstrahlung -- 5.2.1 Spektrale Verteilung der Hohlraumstrahlung -- 5.2.2 Die Plancksche Strahlungsformel -- 5.2.3 Ableitung der Planckschen Formel nach Einstein -- 5.3 Photoeffekt (Lichtelektrischer Effekt) -- 5.4 Der Comptoneffekt -- 5.4.1 Experimente -- 5.4.2 Ableitung der Comptonverschiebung -- 6. Das Elektron -- 6.1 Erzeugung freier Elektronen -- 6.2 Größe des Elektrons -- 6.3 Die Ladung des Elektrons -- 6.4 Die spezifische Ladung e/m des Elektrons -- 6.5 Das Elektron als Welle -- 7. Einige Grundeigenschaften der Materiewellen -- 7.1 Wellenpakete -- 7.2 Wahrscheinlichkeitsdeutung -- 7.3 Die Heisenbergsche Unschärferelation -- 7.4 Die Energie-Zeit-Unschärferelation -- 7.5 Einige Konsequenzen aus der Unschärferelation für gebundene Zustände -- 8. Das Bohrsche Modell des Wasserstoff-Atoms -- 8.1 Spektroskopische Vorbemerkungen -- 8.2 Das optische Spektrum des Wasserstoff-Atoms -- 8.3 Die Bohrschen Postulate -- 8.4 Einige quantitative Folgerungen -- 8.5 Mitbewegung des Kerns -- 8.6 Wasserstoff-ähnliche Spektren -- 8.7 Myonen-Atome -- 8.8 Anregung von Quantensprüngen durch Stoß -- 8.9 Sommerfelds Erweiterung des Bohrschen Modells und experimentelle Begründung einer zweiten Quantenzahl -- 8.10 Aufhebung der Bahnentartung durch relativistische Massen Veränderung -- 8.11 Grenzen der Bohr-Sommerfeld-Theorie. Das Korrespondenzprinzip -- 8.12 Rydberg-Atome -- 9. Das mathematische Gerüst der Quantentheorie -- 9.1 Das im Kasten eingesperrte Teilchen -- 9.2 Die Schrödinger-Gleichung -- 9.3 Das begriffliche Gerüst der Quantentheorie -- 9.3.1 Messungen, Meßwerte und Operatoren -- 9.3.2 Impulsmessung und Impulswahrscheinlichkeit -- 9.3.3 Mittelwerte, Erwartungswerte -- 9.3.4 Operatoren und Erwartungswerte -- 9.3.5 Bestimmungsgleichungen für die Wellenfunktion -- 9.3.6 Gleichzeitige Meßbarkeit und Vertauschungsrelationen -- 9.4 Der quantenmechanische Oszillator -- 10. Quantenmechanik des Wasserstoff-Atoms -- 10.1 Die Bewegung im Zentralfeld -- 10.2 Drehimpuls-Eigenfunktionen -- 10.3 Der Radialteil der Wellenfunktion beim Zentralfeld* -- 10.4 Der Radialteil der Wellenfunktion beim Wasserstoffproblem -- 11. Aufhebung der i-Entartung in den Spektren der Alkali-Atome -- 11.1 Schalenstruktur -- 11.2 Abschirmung -- 11.3 Das Termschema -- 11.4 Tiefere Schalen -- 12. Bahn- und Spin-Magnetismus, Feinstruktur -- 12.1 Einleitung und Übersicht -- 12.2 Magnetisches Moment der Bahnbewegung -- 12.3 Präzession und Orientierung im Magnetfeld -- 12.4 Spin und magnetisches Moment des Elektrons -- 12.5 Messung des gyromagnetischen Verhältnisses nach Einstein und de Haas -- 12.6 Nachweis der Richtungsquantelung durch Stern und Gerlach -- 12.7 Feinstruktur und Spin-Bahn-Kopplung, Übersicht -- 12.8 Berechnung der Spin-Bahn-Aufspaltung im Bohrschen Atommodell -- 12.9 Niveauschema der Alkali-Atome -- 12.10 Feinstruktur beim Wasserstoff-Atom -- 12.11 Die Lamb-Verschiebung -- 13. Atome im Magnetfeld, Experimente und deren halbklassische Beschreibung -- 13.1 Richtungsquantelung im Magnetfeld -- 13.2 Die Elektronenspin-Resonanz -- 13.3 Der Zeeman-Effekt -- 13.3.1 Experimente -- 13.3.2 Erklärung des Zeeman-Effekts vom Standpunkt der klassischen Elektronen theorie -- 13.3.3 Beschreibung des normalen Zeeman-Effekts im Vektormodell -- 13.3.4 Der anomale Zeeman-Effekt -- 13.3.5 Magnetisches Moment bei Spin-Bahn-Kopplung -- 13.3.6 Der Paschen-Back-Effekt -- 13.3.7 Doppelresonanz und optisches Pumpen -- 14. Atome im Magnetfeld, quantenmechanische Behandlung -- 14.1 Quantentheorie des normalen Zeeman-Eifekts -- 14.2 Die quantentheoretische Behandlung des Elektronen- und Protonenspins -- 14.2.1 Der Spin als Drehimpuls -- 14.2.2 Spinoperatoren, Spinmatrizen und Spinwellenfunktion -- 14.2.3 Die Schrödinger-Gleichung des Spins im Magnetfeld -- 14.2.4 Beschreibung der Spinpräzession mittels Erwartungswerten -- 14.3 Die quantenmechanische Behandlung des anomalen Zeeman-Effekts mit der Spin-Bahn-Kopplung* -- 14.4 Quantentheorie des Spins in einem konstanten und einem dazu transversalen zeitabhängigen Magnetfeld -- 14.5 Die Blochschen Gleichungen -- 15. Atome im elektrischen Feld -- 15.1 Beobachtung des Stark-Effekts -- 15.2 Quantentheorie des linearen und quadratischen Stark-Effekts -- 15.2.1 Der Hamiltonoperator -- 15.2.2 Der quadratische Stark-Effekt. Störungstheorie ohne Entartung* -- 15.2.3 Der lineare Stark-Effekt. Störungstheorie mit Entartung* -- 15.3 Die Wechselwirkung eines Zwei-Niveau-Atoms mit einem kohärenten resonanten Lichtfeld -- 15.4 Spin- und Photonenecho -- 16. Allgemeine Gesetzmäßigkeiten optischer Übergänge -- 16.1 Symmetrien und Auswahlregeln -- 16.1.1 Optische Matrixelemente -- 16.1.2 Beispiele für das Symmetrieverhalten von Wellenfunktionen -- 16.1.3 Auswahlregeln -- 16.1.4 Auswahlregeln und Multipolstrahlung* -- 16.2 Linienbreite und Linienform -- 17. Mehrelektronenatome -- 17.1 Das Spektrum des Helium-Atoms -- 17.2 Elektronenabstoßung und Pauli-Prinzip -- 17.3 Zusammensetzung der Drehimpulse -- 17.3.1 Kopplungsmechanismus -- 17.3.2 Die LS-Kopplung (Russel-Saunders-Kopplung) -- 17.3.3 Die jj-Kopplung -- 17.4 Magnetisches Moment von Mehrelektronenatomen -- 17.5 Mehrfach-Anregungen -- 18. Röntgenspektren -- 18.1 Vorbemerkungen -- 18.2 Röntgenstrahlung aus äußeren Schalen -- 18.3 Röntgen-Bremsspektrum -- 18.4 Linienspektrum in Emission: charakteristische Strahlung -- 18.5 Feinstruktur der Röntgenspektren -- 18.6 Absorptionsspektren -- 18.7 Der Auger-Effekt (Innerer Photoeffekt) -- 18.8 Photoelektronen-Spektroskopie, ESCA 286 -- 19. Aufbau des Periodensystems, Grundzustände der Elemente -- 19.1 Periodensystem und Schalenstruktur -- 19.2 Grundzustände der Atome -- 19.3 Anregungszustände und vollständiges Termschema -- 19.4 Das Mehrelektronenproblem. Hartree-Fock-Verfahren* -- 19.4.1 Das Zwei-Elektronenproblem -- 19.4.2 Viele Elektronen ohne gegenseitige Wechselwirkung -- 19.4.3 Coulombsche Wechselwirkung der Elektronen. Das Hartree- und das Hartree-Fock-Verfahren -- 20. Hyperfeinstruktur -- 20.1 Einflüsse des Atomkerns auf die Spektren der Atome -- 20.2 Spin und magnetisches Moment von Atomkernen -- 20.3 Die Hyperfein-Wechsel Wirkung -- 20.4 Hyperfeinstruktur im Grundzustand des Wasserstoff-Atoms und des Natrium- Atoms -- 20.5 Hyperfeinstruktur im äußeren Magnetfeld -- 20.6 Direkte Messung von Spin und magnetischem Moment von Kernen -- 20.7 Das elektrische Kern-Quadrupolmoment -- 21. Der Laser -- 21.1 Einige Grundbegriffe des Lasers -- 21.2 Bilanzgleichungen und Laserbedingung -- 21.3 Amplitude und Phase des Laserlichts -- 22. Moderne Methoden der optischen Spektroskopie -- 22.1 Klassische Methoden -- 22.2 Quanten-Schwebungen: Quantum beats -- 22.3 Doppler-freie Sättigungsspektroskopie -- 22.4 Doppler-freie Zwei-Photonen-Absorption -- 22.5 Niveau-Kreuzungsspektroskopie (Level crossing) und Hanle-Effekt -- 23. Grundlagen der Quantentheorie der chemischen Bindung -- 23.1 Vorbemerkungen -- 23.2 Das Wasserstoff-Molekülion H+2 -- 23.3 Der Tunneleffekt -- 23.4 Das Wasserstoff-Molekül H2 -- 23.5 Kovalent-ionische Resonanz -- 23.6 Die Wasserstoffbindung nach Hund-Mulliken-Bloch -- 23.7 Die Hybridisierung -- 23.8 Die ?-Elektronen des Benzols C6H6 -- Mathematischer Anhang.

Bibliographic Details

Main Authors:	Haken, Hermann. author., Wolf, Hans Christoph. author., SpringerLink (Online service)
Format:	Texto biblioteca
Language:	ger
Published:	Berlin, Heidelberg : Springer Berlin Heidelberg, 1983
Subjects:	Physics., Chemistry, Physical and theoretical., Atoms., Quantum optics., Lasers., Photonics., Atomic, Molecular, Optical and Plasma Physics., Laser Technology, Photonics., Quantum Optics., Theoretical and Computational Chemistry.,
Online Access:	http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-96740-5
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