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