10.4 Korrektur durch endliche Kernmasse mproton / melektron = 1836 10-10m Korrektur: Wasserstoff Energie 0.0545 % 10-15m gemeinsame Bewegung um Massenschwerpunkt Kerndurchmesser 10-5 des Atoms! Massenschwerpunkt liegt nicht im Kern

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

10.4 Korrektur durch endliche Kernmasse Folge: Isotope haben verschiedenen Spektrallinien Korrektur: Wasserstoff Energie 0.0545 % mdeuteron / mproton = 2

10.5. Myonische Atome Elektronenmasse! m Meson mm = 207 me

Erzeugung von m-Mesonen an Protonenbeschleunigern: 10.5. Myonische Atome Erzeugung von m-Mesonen an Protonenbeschleunigern: Pion (Masse 273 me) p + n -> p + p + p- 2.5 10-8s m- + nm Myon + Myonneutrino 2.2 10-6 s e- + ne + nm Spektrum 207 fach höhere Energie

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

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

10.7. Sommerfelds Korrekturen zum Bohr Modell Ha ist aufgespalten

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

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

10.8. Bohrsches Modell und deBroglie Wellen: 1924: De Broglie Wellenlänge eines Teilchens:  = h/p = h/ 2m0Ekin

10.8. Exotische Atome: Positronium und Antiwasserstoff Elektron Q=-1.6 10-19 C m=9.1 10-31kg=511keV/c2 Positron =Antiteilchen zum Elektron Q=-1.6 10-19 C m=9.1 10-31kg=511keV/c2 E=mc2

10.8. Exotische Atome: Positronium und Antiwasserstoff Energieerhaltung: Gesamt 2*511keV Impulserhaltung: z.B. 2 Photonen entgegengesetzt 2 Photonen 511 keV Positronium: e+ e- En=1=6.8eV rn=1=1,06 10-10m Wasserstoff: p+ e- En=1=13,6eV rn=1=0,53 10-10m

10.8. Exotische Atome: Positronium und Antiwasserstoff Para Positronium (entgegengesetzer Spin) T=1,25 10-10s Ortho Positronium (gleicher Spin) T=1,4 10-7s Zerfällt in 3 oder mehr Photonen (Drehimpulserhaltung)

10.8. Exotische Atome: Positronium und Antiwasserstoff Positronium: e+ e- En=1=6.8eV rn=1=1,06 10-10m Wasserstoff: p+ e- En=1=13,6eV rn=1=0,53 10-10m Antiwasserstoff: p- e+ En=1=13,6eV rn=1=0,53 10-10m Antimaterie: 1995 CERN 1997 Fermilab 9 (!!!) Atome im Flug erzeugt 2002: ATHENA (CERN) 50 000 KALTE Antiwasserstoffatome in Falle http://livefromcern.web.cern.ch/livefromcern/antimatter/factory/AM-factory00.html

10.8. Exotische Atome: Positronium und Antiwasserstoff Positronium: e+ e- En=1=6.8eV rn=1=1,06 10-10m Wasserstoff: p+ e- En=1=13,6eV rn=1=0,53 10-10m Antiwasserstoff: p- e+ En=1=13,6eV rn=1=0,53 10-10m Antimaterie: 1995 CERN 1997 Fermilab 9 (!!!) Atome im Flug erzeugt Fragen: Sind die Spektrallienien exact gleich? Ist die Gravitation für Materie und Antimaterie gleich? 2002: ATHENA (CERN) 50 000 KALTE Antiwasserstoffatome in Falle http://livefromcern.web.cern.ch/livefromcern/antimatter/factory/AM-factory00.html

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

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

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