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

Röntgenstrahlen W.C. Röntgen

Röntgenstrahlen Geheizte Kathode Elektronen Strahlen X Anode

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

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 » 0.99995

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

Charakteristische Röntgenstrahlung

Charakteristische Röntgenstrahlung

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

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

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

Elektronenstreuung am Doppelspalt Bild: quantenmechanisches Computerexperiment

Elektroneninterferenz-Experiment von Davisson und Germer

De Broglie-Wellen Plancksche Konstante:

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

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

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

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

Fourier-Transformationen … für verschiedene Wellenpakete

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

Die Unschärferelation Werner Heisenberg Wellenpaket Frequenz-Spektrum

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

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