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10.4 Korrektur durch endliche Kernmasse m proton / m elektron = 1836 gemeinsame Bewegung um Massenschwerpunkt Kerndurchmesser 10 -5 des Atoms! Massenschwerpunkt.

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Präsentation zum Thema: "10.4 Korrektur durch endliche Kernmasse m proton / m elektron = 1836 gemeinsame Bewegung um Massenschwerpunkt Kerndurchmesser 10 -5 des Atoms! Massenschwerpunkt."—  Präsentation transkript:

1 10.4 Korrektur durch endliche Kernmasse m proton / m elektron = 1836 gemeinsame Bewegung um Massenschwerpunkt Kerndurchmesser des Atoms! Massenschwerpunkt liegt nicht im Kern m m Korrektur: Wasserstoff Energie %

2 Erinnerung: Wasserstoff 3 Isotope: H 1 Proton + 1 Elektron D (Deuterium) 1 Proton + 1 Neutron + 1 Elektron T (Tritium)(12.3 y) 1 Proton + 2 Neutronen + 1 Elektron

3 10.4 Korrektur durch endliche Kernmasse Korrektur: Wasserstoff Energie % m deuteron / m proton = 2 Folge: Isotope haben verschiedenen Spektrallinien

4 10.5. Myonische Atome Elektronenmasse! eson m m e

5 10.5. Myonische Atome Erzeugung von esonen an Protonenbeschleunigern: p + n -> p + p + - Pion (Masse 273 m e ) s s - + Myon + Myonneutrino e - + e Spektrum 207 fach höhere Energie

6 10.5. Myonische Atome Wozu? Myonen Bahnen sind teilweise im Kern -> Energie gibt Information über Ladungsverteilung des Kerns

7 C 2 unelastische Stösse 1 unelastischer Stoss Franck Hertz Versuch Quecksilber Dampf niedriger Druck Heizdraht (e - Quelle) Potential elastische Stösse Strom A-B Beschleunigungsspannung C-A Anregungsenergie von Quecksilber 4.9 eV

8 10.7. Sommerfelds Korrekturen zum Bohr Modell H ist aufgespalten

9 10.7. Sommerfelds Korrekturen zum Bohr Modell Keplerellipsen statt Kreisbahnen Sommerfeldsche Feinstukturkonstante Geschwindigkeit auf n=1 Bahn c = 1/137 relativistische Bewegung in Kernnähe Nebenquantenzahl k (zu n) beschreibt kleine Halbachse -> E hängt auch von Elliptizität ab

10 10.7. Sommerfelds Korrekturen zum Bohr Modell H ist aufgespalten Es gibt eine weitere Aufspaltung, Eine weitere Quantenzahl zusätzlich zu n

11 10.8. Bohrsches Modell und deBroglie Wellen: 1924: De Broglie Wellenlänge eines Teilchens: = h/p = h/ 2m 0 E kin

12 10.8. Exotische Atome: Positronium und Antiwasserstoff Elektron Q= C m= kg=511keV/c 2 Positron =Antiteilchen zum Elektron Q= C m= kg=511keV/c 2 E=mc 2

13 10.8. Exotische Atome: Positronium und Antiwasserstoff 1.Energieerhaltung: Gesamt 2*511keV 2.Impulserhaltung: z.B. 2 Photonen entgegengesetzt Positronium: e + e - E n=1 =6.8eV r n=1 =1, m Wasserstoff: p + e - E n=1 =13,6eV r n=1 =0, m 2 Photonen 511 keV

14 10.8. Exotische Atome: Positronium und Antiwasserstoff Para Positronium (entgegengesetzer Spin) T=1, s Ortho Positronium (gleicher Spin) T=1, s Zerfällt in 3 oder mehr Photonen (Drehimpulserhaltung)

15 10.8. Exotische Atome: Positronium und Antiwasserstoff Positronium: e + e - E n=1 =6.8eV r n=1 =1, m Wasserstoff: p + e - E n=1 =13,6eV r n=1 =0, m Antiwasserstoff: p - e + E n=1 =13,6eV r n=1 =0, m Antimaterie: 1995 CERN 1997 Fermilab 9 (!!!) Atome im Flug erzeugt 2002: ATHENA (CERN) KALTE Antiwasserstoffatome in Falle

16 10.8. Exotische Atome: Positronium und Antiwasserstoff Positronium: e + e - E n=1 =6.8eV r n=1 =1, m Wasserstoff: p + e - E n=1 =13,6eV r n=1 =0, m Antiwasserstoff: p - e + E n=1 =13,6eV r n=1 =0, m Antimaterie: 1995 CERN 1997 Fermilab 9 (!!!) Atome im Flug erzeugt 2002: ATHENA (CERN) KALTE Antiwasserstoffatome in Falle Fragen: Sind die Spektrallienien exact gleich? Ist die Gravitation für Materie und Antimaterie gleich?

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18 10.9. Grenzen des Bohr Modells 1.Spektrum Erklären 2.Warum zerfällt es nicht? Wie intensiv sind die Linien? Wie lange lebt der n=2 ??? Mehrelektronen: Helium

19 Zeit Elektron 2 Elektron 1 Farbumschaltung wenn R-e-e klein

20 10.9. Grenzen des Bohr Modells 1.Spektrum Erklären 2.Warum zerfällt es nicht? Wie intensiv sind die Linien? Wie lange lebt der n=2 ??? Mehrelektronen: Helium The Dilemma of the Helium Atom J.H. Van Fleck Phil. Mag. 44 (1922)842 Bohr Langmiur Lande


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