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Maryam Nikbakhti, 15.11.2011 Nobelpreis von Louis de Broglie 1929.

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Präsentation zum Thema: "Maryam Nikbakhti, 15.11.2011 Nobelpreis von Louis de Broglie 1929."—  Präsentation transkript:

1 Maryam Nikbakhti, Nobelpreis von Louis de Broglie 1929

2 Outlook Einleitung Studien und erster Weltkrieg Wissenschaftliche Karriere Zweiter Weltkrieg und danach Eine kühne Doktorarbeit- Elektronen mit Welleneigenschaften Materie Wellen Berechnung der de Broglie Wellenlänge im nichtrelativistischen und im relativistischen Fall

3 Einleitung Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie, 7. Herzog de Broglie 15 August 1892 in Normandie, 19 März 1987 in Louveciennes Ein französischer Physiker einer der bedeutendsten Physiker des 20. Jahrhunderts 1929 Nobelpreis für Physik für seine Entdeckung der Wellennatur des Elektrons (Welle- Teilchen- Dualismus)

4 Studien und erster Weltkrieg Die Lycée Janson de Sailly Schule in ParisParis Während seines Studiums an der Pariser Sorbonne zunächst mit der Philosophie und der Geschichte, insbesondere mit Rechtsgeschichte und politischer Geschichte des Mittelalters Abschluss seines ersten Studiums mit dem Lizenziat (damaliges Bakkalaureat) SorbonnePhilosophieGeschichteMittelaltersLizenziat

5 Auf Anregung seines älteren Bruders Maurice, eines promovierten Physikers, ab 1911 Studium der Mathematik und Physik. Durch den Ersten Weltkrieg mehrere Jahre Abbruch des StudiumsMaurice MathematikPhysikErsten Weltkrieg Nachrichtenoffizier und den größten Teil seiner Dienstzeit in der funktelegraphischen Station des Eiffelturms. Während seines Militärdienstes mit der Elektrotechnik und dem Nachrichtenwesen sowie mit der Ausbildung von elektrotechnischem PersonalNachrichtenoffizierEiffelturmsElektrotechnikNachrichtenwesen

6 Wissenschaftliche Karriere 1919 Fortsetzung der Studien und Mitarbeit im Privatlabor seines Bruders, Arbeit über Röntgenspektroskopie und den Photoeffekt. Ende des Jahres 1923 de Broglies erste Abhandlungen zur Wellenmechanik.RöntgenspektroskopiePhotoeffekt 1924 Abschluss des Studiums mit der berühmt gewordenen Dissertation Recherches sur la théorie des Quanta der Welle-Teilchen-Dualismus auf jegliche feste Materie anwendbar und 1927 vom Institut de France ausgezeichnet für die Entdeckung der Wellennatur der Elektronen die begehrte Medaille Henri Poincaré und der Nobelpreis für Physik.DissertationWelle-Teilchen-DualismusInstitut de FranceNobelpreis

7 1929 zum Professor für Theoretische Physik am Institut Henri Poincaré in Paris.Institut Henri Poincaré 1932 an die Sorbonne, wo er bis 1962 lehrte de Broglie Mitglied der Académie des sciences die Max-Planck-Medaille.Max-Planck-Medaille

8 Zweiter Weltkrieg und danach Während der Kämpfe zwischen Frankreich und Deutschland im Zweiten Weltkrieg mit der dokumentarischen Sammlung der in den USA veröffentlichten Arbeiten über Nachrichtenübertragung in diesem Zusammenhang ein Buch über Hochfrequenztechnik.DeutschlandZweiten WeltkriegUSA NachrichtenübertragungHochfrequenztechnik 1944 Mitglied der Académie française und nach dem Zweiten Weltkrieg Berater der französischen Atomenergiekommission.Académie françaiseZweiten Weltkriegfranzösischen Atomenergiekommission Tod am 19. März 1987 in Louveciennes bei Paris.

9 Eine kühne Doktorarbeit – Elektronen mit Welleneigenschaften 1924 Abschluss des Studiums mit der berühmt gewordenen Dissertation Recherches sur la théorie des quanta (Untersuchungen zur Quantentheorie)Dissertation Nach gründlicher Analyse der von Albert Einstein gefundenen Äquivalenz von Masse und Energie, mit der Formel E = mc 2, und der Erkenntnisse der Atomphysik Energie wie Masse in Form von Teilchen in kleinen Raumbereichen lokalisiert.Albert EinsteinÄquivalenz von Masse und Energie

10 Der Quantencharakter der Materie, wie in den Atomspektren, aber nur zu erklären, wenn jeder Masse m nach der von Max Planck postulierten Beziehung E = h ν eine Frequenz ν = mc 2 / hMax Planck Diese das Teilchen charakterisierende Frequenz nicht auf das Teilchenvolumen beschränkt, sondern in Form einer das Teilchen begleitenden Welle auch in einen großen Raumbereich präsent.

11 Der Name dieser Begleitwelle Phasenwelle, weil Teilchen und Welle über die Phase am Ort des Teilchens aneinander gekoppelt. Unter dieser Bedingung sowohl Teilchen als auch Welle die Transformationsgesetze der speziellen Relativitätstheorie.speziellen Relativitätstheorie

12 Der Welle-Teilchen-Dualismus, nur für Photonen bekannt, ein Wesensmerkmal nicht nur der Photonen, sondern auch der Materie. Auch einem klassischen Teilchen – z. B. einem Elektron –somit WelleneigenschaftenWelle-Teilchen-DualismusPhotonenElektron Im Ruhesystem des Teilchens die Wellenlänge der Phasenwelle unendlich groß. Das Teilchen in Bewegung, eine Modulation der Welle mit der Wellenlänge (Wellenlänge λ gleich dem planckschen Wirkungsquantum h durch Impuls p = mv des Teilchens), der so genannten De-Broglie-Wellenlänge. Diese Beziehung als De-Broglie- Gleichung bekannt.Wellenlängeplanckschen WirkungsquantumImpulsDe-Broglie-WellenlängeDe-Broglie- Gleichung Nach de Broglie den "Materiewellen" 1 die Frequenz und die Wellenlänge

13 Langevin (einer im Prüfungsausschuss) ein zweites Exemplar seiner Arbeit es an Albert Einstein, und wiederum Max Born Albert EinsteinMax Born Einstein beeindruckt, später: de Broglies Doktorarbeit den ersten schwachen Lichtstrahl auf dieses leidigste unter den physikalischen Rätseln

14 Schließliches Akzeptieren der de Broglies Dissertation vom Prüfungsausschuss. Die Versuche von Clinton Davisson und Lester Germer 1927 mit der Elektronenbeugungsröhre und von George Paget Thomson 1928 den Wellencharakter der Elektronen auch experimentell.Clinton DavissonLester GermerElektronenbeugungsröhreGeorge Paget ThomsonWellencharakter

15 Materiewellen Auf der Grundlage seiner Erkenntnis alle Teilchen auch Welleneigenschaften, nach seiner Promotion an der Verbesserung des Bohr-Sommerfeldschen Atommodells. Zuordnung jedem Materieteilchen eine so genannte Materiewelle, die sich auf den Bohrschen Bahnen ausbreitet.Bohr-Sommerfeldschen AtommodellsMateriewelle Auf diesem Weg die Beziehung zwischen der Bahnstabilität und dem Bahnumfang der Elektronen im Bohrschen Atommodell auf:

16 d. h. ein Elektron sich nur ohne Energieverlust um den Atomkern, wenn sein Bahnumfang ein ganzzahliges Vielfaches seiner Wellenlänge.EnergieverlustAtomkern 1926 an die Formulierung einer Differentialgleichung, die das Verhalten der Elektronen beschrieb. Diese Ansätze wichtige Anregungen für Erwin Schrödinger, der noch im selben Jahr seine partielle Differentialgleichung (Schrödingergleichung). Diese das Verhalten der Elektronen in den stationären EnergiezuständenDifferentialgleichungErwin SchrödingerSchrödingergleichung

17 In weiteren Arbeiten die Quantenfeldtheorie der Elementarteilchen und Wellengleichungen für Teilchen mit höherem Spin.QuantenfeldtheorieSpin applets/debroglie.html applets/debroglie.html

18 Danke für die Aufmerksamkeit.


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