Wellen-Teilchen-Dualismus

Präsentation zum Thema: "Wellen-Teilchen-Dualismus"—  Präsentation transkript:

1 Wellen-Teilchen-Dualismus
Röntgenstrahlen Bremsstrahlung Charakteristische Strahlung Teilcheneigenschaften der Wellen Photoeffekt Compton-Effekt Welleneigenschaften der Teilchen Elektronenbeugung Neutronenbeugung Unschärferelation

2 Röntgenstrahlen W.C. Röntgen

3 Röntgenstrahlen Geheizte Kathode Elektronen Strahlen X Anode

4 Beugung der Röntgenstrahlen am Kristallgitter
Max von Laue Laue-Bedingung für die Existenz des Beugungsmaximum:

5 Polarisation der Röntgenstrahlen
1. Kristall 2. Kristall Primärstrahl I = Imax I = 0 Strahlen X (Röntgenstrahlen) sind elektromagnetische Wellen, die sich im Vakuum mit der Lichtgeschwindigkeit verbreiten n »

6 Bremsstrahlung Elektronen werden auf der Anode abgebremst, die Energie wird als Röntgenstrahlung ausgestrahlt U5 Plancksches Strahlungsgesetz Geheizte Kathode Elektronen Anode U4 Bremsstrahlung U1 < U2 < U3 < U4 < U5 U3 U2 U1

7 Charakteristische Röntgenstrahlung

8 Charakteristische Röntgenstrahlung

9 Charakteristische Röntgenstrahlung
Emission der Röntgenstrahlung und der Auger-Elektronen Energie Auger-Elektron e- Charakteristische Röntgenstrahlung h

10 Compton-Effekt Kristall Primärstrahl Spektrometer Änderung der Wellenlänge in der Abhängigkeit vom Streuwinkel

11 Compton-Effekt hn < hn mv
Strahlen X können den Impuls der Elektronen ändern  sie verhalten sich wie Teilchen

12 Elektronenstreuung am Doppelspalt
Bild: quantenmechanisches Computerexperiment

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14 Elektroneninterferenz-Experiment von Davisson und Germer

15 De Broglie-Wellen Plancksche Konstante:

16 De Broglie-Wellen Praktisches Beispiel – „langsames“ Elektron
Wellenlänge der Elektronen im Elektronenmikroskop Elektronen können sich wie Wellen verhalten

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18 Wellen-Teilchen-Dualismus
Klassische Physik - zwei Extreme Welle Teilchen m, Q, v, x

19 Wellen-Teilchen-Dualismus
Mindestens zwei Wellen mit unterschiedlicher Frequenz  Wellenpakete

20 Wellen-Teilchen-Dualismus
QM Materiewelle klassische Welle klassisches Teilchen Position Frequenz- Spektrum Fourier-Transformation des Signals = Frequenz-Spektrum

21 Fourier-Transformationen
… für verschiedene Wellenpakete

22 Während des Zusammenstoßes
Unschärferelation Photon, p=? Photon, p=h/ ? Elektron, pe= mv Elektron, pe mv + h/ Während des Zusammenstoßes Vor dem Zusammenstoß Nach dem Zusammenstoß

23 Die Unschärferelation
Werner Heisenberg Wellenpaket Frequenz-Spektrum

24 Phasengeschwindigkeit einer Welle
Gruppengeschwindigkeit eines Wellenpaketes k … Wellenvektor Phasengeschwindigkeit kann keine Information übertragen

25 Größe des Wasserstoffatoms
Das Elektron befindet sich innerhalb einer Kugel mit dem Radius r  r  r Es können alle Impulse zwischen 0 und p vorkommen  p  p p.r  p.r  ħ  p = ħ/r