Grundlagen der Atomphysik de Hans Adolf Bauer

Grundlagen der Atomphysik: Einführung in das Studium der Wellenmechanik

Hans Adolf Bauer

de Limba Germană Paperback – 31 dec 1944

Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.

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Cuprins

I. Die Teilchenstruktur der Materie.- A. Die Elementarteilchen.- 1. Das (negative) Elektron e- oder ?-Teilchen.- a) Elektronenladung.- b) Elektronenmasse.- 2. Das Positron (positive Elektron) e+.- 3. Das Proton (Wasserstoffkern) $$ {}_{1}^{1}p \equiv {}_{1}^{1}H \equiv {H^{ + }} $$.- 4. Das Neutron (Element mit der Kernladung 01.- 5. Das Deuteron (Deuton, Deuteriumkern) $$ {}_{1}^{2}d \equiv {}_{1}^{2}H \equiv {}_{1}^{2}D $$.- 6. Das Alphateilchen (Heliumkern) $$ {}_{2}^{4}\alpha \equiv {}_{2}^{4}He \equiv H{e^{{ + + }}} $$.- B. Die Strahlungs-(Licht-) Quanten (Photonen).- 1. Der lichtelektrische Effekt (Photoeffekt).- 2. Der Compton-Effekt.- 3. Umwandlung von Strahlung in Materie.- C. Höhenstrahlung (kosmische oder Ultrastrahlung).- 1. Intensitätsmessung der Höhenstrahlung mittels Ionisationskammer und Zählrohr.- a) Ionisierungsstärke.- b) Höhen- und Tiefeneffekt.- c) Barometereffekt.- d) Durchdringungsfähigkeit (Härte) der Höhenstrahlung.- e) Mindestenergie eines lotrecht einfallenden, die Erdoberfläche erreichenden Höhenstrahlenelektrons.- 2. Die Höhenstrahlung im Magnetfeld der Erde.- a) Die Erde und ihr Magnetfeld.- b) Energie eines entlang des magnetischen Erdäquators eingefangenen Höhenstrahlelektrons.- c) Bahnen der Höhenstrahlteilchen im magnetischen Erdfeld.- d) Geomagnetischer Breiteneffekt.- f) Azimutaleffekt (West-Ost-Asymmetrie).- 3. Untersuchung der Höhenstrahlung mittels Nebelkammer und Magnetfeld.- a) Unterscheidung bewegter Ladungsträger durch ihre Nebelspuren.- b) Geschwindigkeit- bzw. Impulsmessung im Magnetfeld.- c) Entdeckung des „schweren Elektrons“ (Mesotrons).- 4. Beschaffenheit der Höhenstrahlung.- a) Intensität der harten und weichen Komponente.- b) Kaskadentheorie der Multiplikationsschauer.- c) Schwere Elektronen als Hauptbestandteil der durchdringenden Strahlung. YukawascheTheorie der Mesotronen.- d) Ionisationsschauer.- e) Explosionsschauer.- f) Große Schauer und Hoffmannsche Stöße.- g) Kernzertrümmerungen.- 5. Herkunft der Höhenstrahlung.- D. Die zusammengesetzten Atomkerne.- 1. Feststellung der Kernarten durch Kanalstrahlenanalyse.- a) Parabelmethode von J. J.Thomson.- b) Der Massenspektrograph.- c) Die chemischen Grundstoffe, ihre Entdeckung und ihre stabilen Isotope.- 2. Natürliche Radioaktivität.- a) Besondere Gesetzmäßigkeiten des ?-Zerfalles.- b) Besondere Gesetzmäßigkeiten des ?-Zerfalles.- 3. Künstliche Atomumwandlung.- a) Erzeugung stabiler Kerne.- b) Erzeugung instabiler Kerne. Künstliche Radioaktivität.- c) Erzeugung energiereicher Protonen und Deutonen.- 4. Kernbausteine und Kernkräfte.- 5. Massendefekt, Packungsanteil, Bindungsenergie und Stabilität der Kerne.- a) Bindungsenergie des Deuterons.- b) Bindungsenergie des Alphateilchens.- c) Bindungsenergien der übrigen Kerne.- 6. Aufbau der Kerne.- a) Tröpfchenmodell.- b) ?-Teilchenmodell.- c) Energiefläche.- E. Das Atommodell von Lenard-Rutherford und Bohr-Sommerfeld. Die Serienspektren.- 1. Atommodell von N. Bohr mit ruhendem Kern.- a) Das dritte Keplersche Gesetz.- b) Die Quantenbedingung.- c) Der Energiesatz.- d) Die Frequenzbedingung.- 2. Das Bohrsche Atom mit mitbewegtem Kern.- 3. Sommerfeldsches Atom mit elliptischen Bahnen.- a) Fassung mit konstanter Elektronenmasse.- b) Fassung mit veränderlicher Elektronenmasse.- c) Räumliche Quantelung (Richtungsquantelung) der elliptischen Bahnen.- 4. Das Korrespondenzprinzip von N. Bohr.- 5. Gesetzmäßigkeiten der Röntgenlinien.- 6. Periodisches System der chemischen Elemente.- 7. Die Quantenzahlen des einzelnen Elektrons. Räumliche Quantelung und Elektronendrall.- a) Räumliche Quantelung. Magnetische Quantenzahl.- b) Elektronendrall. Spinquantenzahl.- c) Ausschließungsprinzip von Pauli („Pauliverbot“).- d) Elektronenanordnung in der Atomhülle.- 8. Quantenzahlen bei Mehrelektronensystemen.- 9. Aufbau der Serienspektren.- 10. Atom- und Ketnmagnetismus.- a) Bahnimpuls und magnetisches Moment eines kreisenden Elektrons.- b) Mechanisches und magnetisches Spinnmoment des Elektrons.- c) Der Atomstrahlversuch von O. Stern und W. Gerlach.- d) Mechanische und magnetische Kernmomente.- 11. Aufspaltung der Spektrallinien im Magnetfeld.- a) Einwirkung schwacher Magnetfelder (anomaler und normaler Zeeman-Effekt).- b) Einwirkung starker Magnetfelder (Paschen — Back-Effekt).- c) Multiplettstruktur der Serienterme.- II. Die Wellenstruktur der Materie.- A. Flüssigkeits- und Luftwellen.- B. Ätherwellen.- 1. Sichtbares Licht.- a) Strichgitter (eindimensionales Gitter).- b) Kreuzgitter (zweidimensionales Gitter).- 2. Röntgenstrahlen.- a) Röntgenröhren.- b) Geschichtliches zur Wellenlängenmessung.- c) Beugung am Raumgitter (Kristallgitter). Verfahren von M. v. Laue.- d) Auswertung eines Laue-Bildes.- e) Die Ermittlung der Gitterkonstanten bei kubischen Gittern.- f) Die Beugung am Raumgitter als Reflexion an Netzebenen.- C. Elektronen als Wellen.- III. Die Vereinigung des Teilchen- und Wellenbildes in der Wellen-(Quantenr)Mechanik.- A. Die De Brogliesche Gleichung.- 1. Die Lichtbrechung vom wellenmechanischen Standpunkt.- a) Die Lichtbrechung nach der Emissionstheorie.- b) Die Lichtbrechung nach der Wellentheorie.- c) Die Vereinigung der Darstellungen a und b.- 2. Verallgemeinerung auf ein beliebiges Massenteilchen. Begriff der Materiewelle.- 3. Anwendungen des Materiewellenbildes.- a) Das ideale Gas.- b) Das Bohrsche Wasserstoffatom.- c) Die Brechung einer Materienwelle bei der Elektronenbeugung.- 4. Das Massenteilchen als Wellengruppe (Wellenpaket).- 5. Die Ungenauigkeitsbeziehung von W. Heisenberg.- a) Ungenauigkeit der Ortsbestimmung.- b) Ungenauigkeit der Impulsbestimmung.- B. Die Schrödingersche zeitunabhängige Wellengleichung (Amplitudengleichung).- C. Quantisierung als Eigenwertproblem.- 1. Der harmonische Oszillator als Modell eines schwingenden, zweiatomigen Moleküls (schwingendes Hantelmodell).- 2. Der starre Rotator als Modell eines rotierenden, zweiatomigen Moleküls (rotierendes Hantelmodell).- 3. Anwendung auf die Bandenspektren.- a) Rotationsbanden im langwelligen Ultrarot (30 bis 150 ?).- b) Rotationsschwingungsbanden im Ultrarot (1 bis 5 ?).- c) Der Smekal- Raman -Effekt.- d) Sichtbare oder Elektronenbanden.- 4. Das Wasserstoffatom und die wasserstoffähnlichen Atome.- a) E < 0 (Entsprechung zu den Ellipsenbahnen der Bohrschen Theorie).- b) E > 0 (Entsprechung zu den Hyperbelbahnen der Bohrschen Theorie).- D. Die Schrödingersche zeitabhängige Wellengleichung („Zeitgleichun“).- E. Ausbau der Wellenmechanik.- 1. Die Schrödingersche „Dichte“ (Wahrscheinlichkeitsdichte) und die wellenmechanische Deutung des Strahlungsvorganges.- 2. Normierung und Orthogonalität der Eigenfunktionen.- 3. Linienintensitäten und Auswahlregel beim harmonischen Oszillator.- 4. Linienintensitäten, Auswahl- und Polarisationsregeln beim starren Rotator.- a) Normierung der Eigenfunktionen.- b) Linienintensitäten, Auswahl- und Polarisationsregeln.- Schrifttum für ergänzendes und gründlicheres Studium.