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Vorlesungsskript

PHYS2200.0 Atomphysik
Bachelor Physik
Bachelor Wirtschaftsphysik
Lehramt Physik

Othmar Marti und Manuel Gonçalves
Institut für Experimentelle Physik
Universität Ulm
veröffentlicht unter  PIC  Lizenzinformationen
9. Juli 2015
Sag Atome, sage Stäubchen.
Sind sie auch unendlich klein,
Haben sie doch ihre Leibchen
Und die Neigung da zu sein.
Haben sie auch keine Köpfchen,
Sind sie doch voll Eigensinn.
Trotzig spricht das Zwerggeschöpfchen:
Ich will sein so wie ich bin.
Suche nur, sie zu bezwingen,
Stark und findig, wie du bist.
Solch ein Ding hat seine Schwingen,
Seine Kraft und seine List.
Wilhelm Busch in „Zu Guter Letzt“ (1899)

Inhaltsverzeichnis

1  Einleitung
 1.1  Lizenzinformationen
 1.2  Dank
 1.3  Liste der Versuche zu den Vorlesungen
 1.4  Literaturhinweise
2  Masse und Atome
 2.1  Avogadro-Zahl
 2.2  Atome sehen
 2.3  Bestimmung der Atomgrösse
3  Strahlung
 3.1  Strahlungsfelder
 3.2  Strahlungsgesetze
4  Teilchen und Wellen
 4.1  Das Photon
 4.2  Elektronen
 4.3  Materiewellen
5  Quantentheorie
 5.1  Hilbert-Räume
 5.2  Herleitung der Schrödingergleichung
 5.3  Eigenfunktionen und Eigenwerte der Schrödingergleichung
 5.4  Axiome der Quantenmechanik
 5.5  Wahrscheinlichkeitsdichte und Wellenfunktion: Bohrsche Interpretation
 5.6  Heisenbergsche Unschärferelation
 5.7  Lösung der Schrödingergleichung für einen unendlichen Potentialtopf
 5.8  Lösungen der Schrödingergleichung für eine Potentialstufe
 5.9  Potentialbarriere und Tunneleffekt
 5.10  Harmonischer Oszillator
6  Atome und ihr Aufbau
 6.1  Bohr-Sommerfeld-Modell des Atoms
 6.2  Franck–Hertz Versuch
 6.3  Das Wasserstoffatom
 6.4  Atome im Magnetfeld
 6.5  Elektronenspin
 6.6  Atome im elektrischen Feld
 6.7  Auswahlregeln
 6.8  Mehrelektronenatome
 6.9  Äussere und innere Schalen
 6.10  Röntgenstrahlung
7  Atome und elektromagnetisches Feld
 7.1  Strahlung aus Atomen
 7.2  Laser
A  Wellenfunktionen
 A.1  Zugeordnete Kugelfunktionen
 A.2  Radiale Wellenfunktionen, Laguerre-Polynome
 A.3  Radiale Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung
B  Periodensystem, Elektronenkonfiguration und Spinzustände
C  Begriffe
D  Einige notwendige mathematische Verfahren
 D.1  Vektoren
 D.2  Differentiation und Integration
 D.3  Skalarprodukt und Vektorprodukt in kartesischen Koordinaten
 D.4  Rechnen mit Vektoren
 D.5  Drehungen
 D.6  Umrechnung zwischen Koordinatensystemen
 D.7  Vektordifferentialoperatoren in krummlinigen Koordinaten
 D.8  Geschwindigkeiten und Beschleunigungen in Kugelkoordinaten
 D.9  Berechnungen in ebenen schiefwinkligen Dreiecken
E  Plausibilitätsbetrachtungen aus der theoretischen Physik
 E.1  Hamilton-Funktion
  Liste der Experimente
  Abbildungsverzeichnis
  Tabellenverzeichnis
Literaturverzeichnis
  Index
Index

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