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Entwicklung der Quantentheorie

Es war der Physiker Max Planck, der Anfang 1900 den Beginn der Quantentheorie eingeläutet hat. Er erkannte, dass man die spektrale Energieverteilung eines schwarzen Strahlers nur dann richtig wiedergeben kann, wenn man eine quantenhafte (portionierte) Emission und Absorption elektromagnetischer Strahlungsenergie durch den schwarzen Strahler voraussetzt. Nach dieser Voraussetzung wird die Energie einer elektromagnetischen Welle der Frequenz $\nu$ als gequantelt angenommen; d.h. die Energiewerte sind ganzzahlige Vielfache der Größe $h\cdot \nu$, wobei $h$ das Plancksche Wirkungsquantum bezeichnet. Man kann hierbei von der berühmten Lichtquantenhypothese sprechen.

Albert Einstein nutzte diese Vorstellung der Quantelung elektromagnetischer Strahlungsenergie später, um den Photoeffekt zu erklären. Ein weiteres Beispiel für die Quantelung von Energie findet man im Bohrschen Atommodell, wenn man sich die Übergänge zwischen den erlaubten Elektronenbahnen anschaut.

1925 lieferte Werner Heisenberg, von dem auch die Unschärferelation stammt, mit seiner Matrizenmechanik die erste mathematische Formulierung der Quantentheorie. Ein Jahr darauf folgte ihm Erwin Schrödinger mit der sogenannten Wellenmechanik der Quantentheorie. Man konnte zeigen, dass beide Theorien der Quantenmechanik zueinander äquivalent sind.

Auffällig in der Quantentheorie ist die Doppelnatur der Materie und Strahlung, die wir als Dualismus bezeichnen wollen. So werden wir zum Beispiel sehen, dass elektromagnetische Strahlung neben den üblichen Welleneigenschaften auch Teilcheneigenschaften zeigt.

Video: Entwicklung der Quantentheorie

Video: Entwicklung der Quantentheorie

Multiple-Choice
Max Planck erkannte in seinen Ableitungen, dass man eine ganz besondere Annahme über die elektromagnetische Strahlungsenergie eines schwarzen Strahlers machen muss, damit das Spektrum mit den experimentellen Befunden übereinstimmt.
Was genau war diese Annahme?
0/0
Lösen

Hinweis:

Bitte kreuzen Sie die richtigen Aussagen an. Es können auch mehrere Aussagen richtig oder alle falsch sein. Nur wenn alle richtigen Aussagen angekreuzt und alle falschen Aussagen nicht angekreuzt wurden, ist die Aufgabe erfolgreich gelöst.

Vorstellung des Online-Kurses Quanteneffekte & Struktur der MaterieQuanteneffekte & Struktur der Materie
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Quanteneffekte & Struktur der Materie

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

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  • Entwicklung der Quantentheorie
    • Einleitung zu Entwicklung der Quantentheorie
    • Photoeffekt
      • Einleitung zu Photoeffekt
      • Qualitative Experimente zum Photoeffekt
        • Einleitung zu Qualitative Experimente zum Photoeffekt
        • Einfluss der Lichtfrequenz und Lichtintensität
  • Welle-Teilchen-Dualismus
    • Einleitung zu Welle-Teilchen-Dualismus
    • Photoeffekt - Die Gegenfeldmethode - quantitative Analyse
      • Einleitung zu Photoeffekt - Die Gegenfeldmethode - quantitative Analyse
      • Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums
      • Das Photonmodell
        • Einleitung zu Das Photonmodell
        • Photostromstärke
        • Masse, Energie und Impuls von Photonen
      • Herleitung der Compton-Formel
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  • Miriam

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