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reflex



Anmeldungsdatum: 05.06.2006
Beiträge: 42

Beitrag reflex Verfasst am: 10. März 2007 18:38    Titel: Quantenphysik Fragen Antworten mit Zitat

So hoffentlich ein letztes Mal smile
Hier nochmal ein paar allgemeine Fragen, bei denen ich zu keiner Lösung komme...

In der einfachsten Form der Bohrschen Theorie vom Aufbau der Wasserstoffatome stecken Vorraussetzungen die heutigen Kenntnissen über den Atomaufbau widersprechen oder die Vernachlässigungen enthalten.


a) welche vereinfachenden Annahmen stecken in dem Kraftansatz für das Elektron?

Es wird davon ausgegangen, dass das Elektron keine Welleneigenschaften hat (stehende Welle). Das Elektron ist auf der ganzen Bahn mit der gleichen Wahrscheinlichkeit vorhanden. Was kann beim Kräfteansatz sonst noch eine Rolle spielen? grübelnd

b) Inwiefern stellt der experimentelle Befund der geringfügigen Linienverschiebung in den Lyman-Serien von Wasserstoff und Deuterium einen Nachweis für eine dieser Vereinfachungen?
Das Bohrscheatommodell kann man nur für Einelektronensysteme anwenden. Die Wechselwirkung mit anderen Elektronen auf der Schale wird nicht berücksichtigt?

c)
Im Bohrschen Ansatz wird nun angenommen, dass sich das Elektron auf festgelegten Kreisbahnen mit konstantem Geschwindigkeitsbetrag um den Kern bewegen kann.
Für die innerste Bahn ergibt die Rechnung:
r = 0,53*10^-10 m
v = 2,18 * 10^6 m/s

Stellen Sie die Aussagen aus der Sicht der Quantentheorie in Frage!

Keine Ahnung.. Ich könnte die Zeit mit r=v*t berechnen, aber weiterhelfen tut mir das nicht..

d)
Im Bohrschen Atommodell bewegt sich das Elektron auf seinen Bahnen ohne Abgabe von magnetischer Energie. Nehmen Sie einen experimentellen Befund, der einer solchen Annahme widerspricht!

Dass das Elektron magnetische Energie abstrahlt ist mir unbekannt. Und ein Experiment dazu kenne ich schon gar nicht
Hilfe


Und eine letzte Frage:
Wir haben im Unterricht gelernt, dass Photonen nur ihre GANZE Energie abgeben können. Beim Compton-Effekt verlieren sie aber nur einen Teil von ihrer Energie, wie kann das sein?

Dankkee!
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 10. März 2007 18:43    Titel: Antworten mit Zitat

Gleich schon mal fürs erste zwei Tipps:

* Wasserstoff und Deuterium haben beide nur ein Elektron. Wodurch aber unterscheiden sich Wasserstoff und Deuterium?

* Teilchen, die sich auf einer Kreisbahn bewegen, führen eine beschleunigte Bewegung aus. Was passiert, wenn beschleunigte Teilchen eine Ladung tragen?
reflex



Anmeldungsdatum: 05.06.2006
Beiträge: 42

Beitrag reflex Verfasst am: 10. März 2007 19:05    Titel: Antworten mit Zitat

Deuterium hat im Atomkern ein Neutron, welches das normale Wasserstoffatom nicht hat.
Ich erkenne aber keinen Zusammenhang mit dem Kräfteansatz.

Die Coulombkraft hängt von Q1,Q2 ab und die Zentripetalkraft nur von der Geschwindigkeit, Radius und Masse des Elektrons.
An Q1 und Q2 ändert sich ja nichts, da das Neutron keine Ladung hat? (Die Graviationskraft ist auch zu klein, als dass man sie beachten müsst, oder?)

---

Normalerweise sollte bei der Beschleunigung von Teilchen Energie in Form von Bremsstrahlung abgegeben werden. Aber dies kann nicht der Fall sein, da sonst das ganze Atom in sich zusammenstürzen würde?
reflex



Anmeldungsdatum: 05.06.2006
Beiträge: 42

Beitrag reflex Verfasst am: 11. März 2007 15:21    Titel: Antworten mit Zitat

Niemand?
Ich bräuchte die Antworten bis spätestens heute Abend Augenzwinkern Morgen ist bereits zu spät ...
Also falls es irgendwer weiß bitte meldet euch Thumbs up!
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 11. März 2007 15:33    Titel: Antworten mit Zitat

reflex hat Folgendes geschrieben:
Deuterium hat im Atomkern ein Neutron, welches das normale Wasserstoffatom nicht hat.
Ich erkenne aber keinen Zusammenhang mit dem Kräfteansatz.

In dem Kräfteansatz in der Herleitung der Bohrschen Bahnen wurde die Masse des Kerns in der Tat nicht berücksichtigt. Welcher Annahme oder Näherung für die Masse des Kernes entspricht das?

Um welchen Punkt kreist denn das Elektron? Hängt die Lage dieses Punktes genaugenommen von der Masse des Atomkernes ab?

--------------

Zitat:

Normalerweise sollte bei der Beschleunigung von Teilchen Energie in Form von Bremsstrahlung abgegeben werden. Aber dies kann nicht der Fall sein, da sonst das ganze Atom in sich zusammenstürzen würde?

Einverstanden; beschleunigte Ladungen strahlen Energie ab. Also muss man annehmen ("postulieren"), dass die Elektronen sich aus irgendeinem unerfindlichen Grund auf ihren Kreisbahnen bewegen, ohne dabei Energie abzustrahlen, wenn man das Bohrsche Atommodell verwenden möchte, um auszurechnen, was das Elektron im Atom macht.
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 11. März 2007 15:47    Titel: Antworten mit Zitat

Was du zu den anderen Elektronen in b) geschrieben hast, würde ich nicht in der Antwort zu b), sondern in der Antwort zu a) dazuschreiben.

Und Tipp zu c): Kann man in der Quantenmechanik die Position und die Geschwindigkeit eines Teilchens exakt angeben, oder gibt es da etwas, was prinzipiell dagegenspricht?
reflex



Anmeldungsdatum: 05.06.2006
Beiträge: 42

Beitrag reflex Verfasst am: 11. März 2007 16:37    Titel: Antworten mit Zitat

dermarkus hat Folgendes geschrieben:

Und Tipp zu c): Kann man in der Quantenmechanik die Position und die Geschwindigkeit eines Teilchens exakt angeben, oder gibt es da etwas, was prinzipiell dagegenspricht?


Ahh natürlich... Die Heisenbergsche Unschärferelation. Ich hab mir schon komplizierte Rechnungen überlegt, was ich mit r und v alles anstellen könnte.. Big Laugh
Ort (Radius) und Impuls (Geschwindigkeit) lassen sich nach der Heisenbergschen Unschärferelation nicht beliebig genau bestimmen.

Zitat:
In dem Kräfteansatz in der Herleitung der Bohrschen Bahnen wurde die Masse des Kerns in der Tat nicht berücksichtigt. Welcher Annahme oder Näherung für die Masse des Kernes entspricht das?
Um welchen Punkt kreist denn das Elektron? Hängt die Lage dieses Punktes genaugenommen von der Masse des Atomkernes ab?


Das Elektron kreist um die >Ladung< des Atomkerns. Das Neutron hat ja keine Ladung und wird nich berücksichtigt... Aber so richtig fällt der Groschen bei mir nicht Augenzwinkern

Zitat:
beschleunigte Ladungen strahlen Energie ab. Also muss man annehmen ("postulieren"), dass die Elektronen sich aus irgendeinem unerfindlichen Grund auf ihren Kreisbahnen bewegen, ohne dabei Energie abzustrahlen, wenn man das Bohrsche Atommodell verwenden möchte, um auszurechnen, was das Elektron im Atom macht.

*klick*
Ein Experiment, dass das Gegenteil beweist ist zB das Experiment zu den Röntgenstrahlen. Die Elektronen geben bei negativer Beschleunigung Energie in Form von Bremsstrahlung ab. (Ist Bremsstrahlung = magnetische Energie?)
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 11. März 2007 18:54    Titel: Re: Quantenphysik Fragen Antworten mit Zitat

Magst du mal zum Beispiel ausrechnen, wie genau sich der Impuls eines Teilchens bestimmen lässt, wenn es auf einen Raumbereich von einem Bohrschen Bahndurchmesser eingesperrt ist? Kann man dann also noch sagen, es bewegt sich mit 2*10^6 m/s in eine bestimmte Richtung?

Eine Hilfsfrage als Tipp: Um was kreist denn der Mond? Um den Erdmittelpunkt oder um einen Punkt, der neben dem Erdmittelpunkt liegt?

Mit der Bremsstrahlung bin ich einverstanden smile Mit "magnetischer" Energie ist hier offensichtlich einfach Energie in Form von elektromagnetischen Wellen gemeint.

reflex hat Folgendes geschrieben:

Wir haben im Unterricht gelernt, dass Photonen nur ihre GANZE Energie abgeben können. Beim Compton-Effekt verlieren sie aber nur einen Teil von ihrer Energie, wie kann das sein?

Gute Frage smile

Magst du mal sagen, in welchen konkreten experimentellen Beispielen ihr das kennengelernt habt? Woran habt ihr da gesehen, dass die Photonen immer ihre ganze Energie abgeben?

Beim Compton-Effekt misst man ja, dass das getreute Photon einen anderen Impuls und eine andere Energie hat als das einfallende Photon. Wie groß dieser Impuls und diese Energie sind, kann man mit dem Energieerhaltungssatz und dem Impulserhaltungssatz ausrechnen, indem man das als elastischen Stoß zwischen Photon und Elektron beschreibt.

Was meinst du, kann man den ganzen Streuprozess auch so interpretieren, dass da von dem Atom ein Photon geschluckt wird und ein anderes Photon (und ein Elektron) ausgespuckt wird?
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