Quantenmechanik

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Normaler Zeeman-Effekt

Der Zeeman-Effekt beschreibt die Aufspaltung von Spektrallinien unter Einwirkung eines äußeren Magnetfeldes auf das emittierende Atom. Die Aufspaltung der Spektrallinien wurde erstmals von dem Physiker Pieter Zeeman 1896 bei der Untersuchung der Spektrallinien von Natrium unter dem Einfluss eines äußeren Magnetfeldes beobachtet. Die Auswirkungen des Effekts sind klein und erfordert für deren Untersuchung Spektralapparate mit sehr hoher Auflösung. Schon kurz nach der Entdeckung konnte Hendrik Antoon Lorentz den Zeeman-Effekt mit der klassischen Elektronentheorie weitgehend erklären, auch wenn erst die Quantenmechanik eine vollständige Beschreibung liefert. Im Folgenden wird die Betrachtung auf den normalen Zeeman-Effekt eingeschränkt, der nur auftritt, wenn sich der […]

Beispiel zum Photoeffekt bei Kalium

Licht mit eine Wellenlänge von 300 nm falle auf Kalium. Die emittierten Elektronen haben eine maximale kinetische Energie Ekin = 2,03 eV. Berechnet werden sollen im folgenden die Energie der einfallenden Photonen und die Austrittsarbeit für Kalium, die maximale kinetische Energie der emittierten Elektronen, wenn das einfallende Licht eine Wellenlänge von 430 nm besitzt sowie die Grenzwellenlänge des Photoeffekts für Kalium.

Räumliche Aufenthaltswahrscheinlichkeitsdichte des Elektrons im Wasserstoffatom

Graphische Darstellung der räumlichen Aufenthaltswahrscheinlichkeitsdichte des Elektrons im Wasserstoffatom. Die Farbe gibt die Aufenthaltswahrscheinlichkeitsdichte () wieder, wobei die Maßstäbe für die Farbskala in den einzelnen Abbildungen unterschiedlich sind und „gelb“ eine hohe Aufenthaltswahrscheinlichkeitsdichte bedeutet. Die x- und z-Achse sind jeweils in Einheiten des Bohr-Radius aufgetragen (unterschiedliche Skalierungen beachten). Die graphischen Darstellungen sind mit GnuPlot erstellt worden, die verwendeten GnuPlot-Skripte können unten als ZIP-Datei heruntergeladen werden. siehe auch Ladungsdichteverteilung in vollbesetzten Elektronenschalen Normierte vollständige Eigenfunktionen eines Elektrons im Coulombpotential Dateien

Ladungsdichteverteilung in vollbesetzten Elektronenschalen

Im Modell unabhängiger Teilchen erfolgt die Beschreibung jedes Elektrons durch eine Bahn-Wellenfunktion . Die zugehörige räumliche Ladungsdichteverteilung ist durch gegeben. In dieser kurzen Betrachtung soll am Beispiel der L-Schale (n = 2) gezeigt werden, dass bei voller Besetzung der Elektronenschale, d. h. eine Besetzung mit 2n2 Elektronen, die gesamte zeitlich gemittelte Ladungsdichteverteilung kugelsymmetrisch ist.

Grundlagen Quantenmechanik und Statistik

Im Rahmen einer SHK-Stelle am Institut für Theoretische Physik, Weltraum- und Astrophysik (TP4) der Ruhr-Universität Bochum habe ich das Manuskript zur Vorlesung „Grundlagen der Quantenmechanik und Statistik“, gehalten von PD Dr. Horst Fichtner, in LaTeX gesetzt. Manuskript als PDF-Datei, Version 1.2, 2013 (externer Link zur TP4-Seite) Die für das Skript erstellten Graphiken sind in meinem Graphikarchiv in verschiedenen Formaten verfügbar und sind hier nachfolgend aufgeführt. Die angegebenen Abbildungsnummern beziehen sich dabei auf die Nummern im Skript (Version 1.0).

Wellenfunktionen des eindimensionalen harmonischen Oszillators

Liste der Abbildungen Wellenfunktionen des eindimensionalen harmonischen Oszillators Titel: Wellenfunktionen des eindimensionalen harmonischen Oszillators Benötigte Pakete: pstricks pst-math pst-plot pstricks-add Entwurfsskalierung: 7 mm x 10 mm Originalgröße: 10.2 x 5.7 Lizenz: CC BY-NC-SA 3.0 Formate: Verwendet in: Script: Grundlagen Quantenmechanik und Statistik

Radialfunktion des Wasserstoffs

Liste der Abbildungen Radialfunktion des Wasserstoffs für n=1, l=0 Radialfunktion des Wasserstoffs für n=2, l=0 Radialfunktion des Wasserstoffs für n=2, l=1 Radialfunktion des Wasserstoffs für n=3, l=0 Radialfunktion des Wasserstoffs für n=3, l=1 Radialfunktion des Wasserstoffs für n=3, l=2 Radialfunktion des Wasserstoffs für n=4, l=0 Radialfunktion des Wasserstoffs für n=4, l=1 Radialfunktion des Wasserstoffs für n=4, l=2 Radialfunktion des Wasserstoffs für n=4, l=3

Radialaufenthaltswahrscheinlichkeit beim Wasserstoff

Liste der Abbildungen Radialaufenthaltswahrscheinlichkeit beim Wasserstoff für n=1, l=0 Radialaufenthaltswahrscheinlichkeit beim Wasserstoff für n=2, l=0 Radialaufenthaltswahrscheinlichkeit beim Wasserstoff für n=2, l=1 Radialaufenthaltswahrscheinlichkeit beim Wasserstoff für n=3, l=0 Radialaufenthaltswahrscheinlichkeit beim Wasserstoff für n=3, l=1 Radialaufenthaltswahrscheinlichkeit beim Wasserstoff für n=3, l=2

Kastenpotential

Liste der Abbildungen Kastenpotential (1) Kastenpotential (2) Kastenpotential (3) Kastenpotential (4) Titel: Kastenpotential (1) Benötigte Pakete: pstricks Entwurfsskalierung: 10 mm Originalgröße: 6.6 x 5.3 Lizenz: CC BY-NC-SA 3.0 Formate: Verwendet in: Skript: Grundlagen der Quantenmechanik und Statistik Titel: Kastenpotential (2) Benötigte Pakete: pstricks pst-plot pstricks-add Entwurfsskalierung: 10 mm Originalgröße: 7.8 x 5.2 Lizenz: CC BY-NC-SA 3.0 Formate: Verwendet in: Skript: Grundlagen der Quantenmechanik und Statistik Titel: Kastenpotential (3) Benötigte Pakete: pstricks Entwurfsskalierung: 10 mm Originalgröße: 6.6 x 3.9 Lizenz: CC BY-NC-SA 3.0 Formate: Titel: Kastenpotential (4) Benötigte Pakete: pstricks pst-plot pst-math pstricks-add Entwurfsskalierung: 10 mm Originalgröße: 10.9 x 3.6 Lizenz: […]

Harmonischer Oszillator

Titel: Harmonischer Oszillator in 1D (1) Benötigte Pakete: pstricks Entwurfsskalierung: 10 mm Originalgröße: 4.3 x 3.65 Lizenz: CC BY-NC-SA 3.0 Formate: Verwendet in: Skript: Grundlagen der Quantenmechanik und Statistik Titel: Harmonischer Oszillator in 1D (2) Benötigte Pakete: pstricks pst-node pstricks-add Entwurfsskalierung: 10 mm Originalgröße: 4.3 x 3.7 Lizenz: CC BY-NC-SA 3.0 Formate: Verwendet in: Skript: Grundlagen der Quantenmechanik und Statistik

Elektronenbahn als stehende Welle

Titel: Elektronenbahn als stehende Welle Benötigte Pakete: pstricks Entwurfsskalierung: 10 mm Originalgröße: 3.6 x 3.6 Lizenz: CC BY-NC-SA 3.0 Formate: Verwendet in: Skript: Grundlagen der Quantenmechanik und Statistik Vogd, Werner. Von der Physik zur Metaphysik – Eine soziologische Studie zum Deutungsproblem der Quantentheorie. Velbrück Verlag. 2013. ISBN: 978-3-942393-51-5

Doppelspaltexperiment – Quanten

Titel: Doppelspaltexperiment zur Interferenz bei Quanten ohne Bestimmung des Spaltdurchtritts Benötigte Pakete: pstricks pst-plot pstricks-add Entwurfsskalierung: 10 mm Originalgröße: 4.8 x 4.9 Lizenz: CC BY-NC-SA 3.0 Formate: Verwendet in: Skript: Grundlagen der Quantenmechanik und Statistik Titel: Doppelspaltexperiment zur Interferenz von Quanten mit Bestimmung des Spaltdurchtritts Benötigte Pakete: pstricks pst-plot pstricks-add Entwurfsskalierung: 10 mm Originalgröße: 4.1 x 4.9 Lizenz: CC BY-NC-SA 3.0 Formate: Verwendet in: Skript: Grundlagen der Quantenmechanik und Statistik