WellenTeilchenDualismus Rntgenstrahlen Bremsstrahlung Charakteristische Strahlung Teilcheneigenschaften der Wellen

Wellen-Teilchen-Dualismus Ø Röntgenstrahlen ØBremsstrahlung ØCharakteristische Strahlung Ø Teilcheneigenschaften der Wellen ØPhotoeffekt ØCompton-Effekt Ø Welleneigenschaften der Teilchen ØElektronenbeugung ØNeutronenbeugung Ø Unschärferelation 1

Röntgenstrahlen W. C. Röntgen 2

Röntgenstrahlen Geheizte Kathode Elektronen Strahlen X Anode 3

Beugung der Röntgenstrahlen am Kristallgitter Max von Laue-Bedingung für die Existenz des Beugungsmaximum: 4

Polarisation der Röntgenstrahlen 1. Kristall 2. Kristall Primärstrahl I = Imax I=0 Ø Strahlen X (Röntgenstrahlen) sind elektromagnetische Wellen, die sich im Vakuum mit der Lichtgeschwindigkeit verbreiten Ø n 0. 99995 5

Bremsstrahlung Elektronen werden auf der Anode abgebremst, die Energie wird als Röntgenstrahlung ausgestrahlt U 5 Plancksches Strahlungsgesetz Geheizte Kathode Elektronen Anode Bremsstrahlung U 4 U 1 < U 2 < U 3 < U 4 < U 5 U 3 U 2 U 1 6

Charakteristische Röntgenstrahlung 7

Charakteristische Röntgenstrahlung 8

Emission der Röntgenstrahlung und der Auger-Elektronen gie er En Auger-Elektron Charakteristische Röntgenstrahlung e- h 9

Compton-Effekt Spektrometer Änderung der Wellenlänge in der Abhängigkeit vom Streuwinkel Primärstrahl Kristall 10

Compton-Effekt h < h mv Strahlen X können den Impuls der Elektronen ändern sie verhalten sich wie Teilchen 11

Elektronenstreuung am Doppelspalt 12 Bild: quantenmechanisches Computerexperiment

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Elektroneninterferenz-Experiment von Davisson und Germer 14

De Broglie-Wellen Plancksche Konstante: 15

De Broglie-Wellen Praktisches Beispiel – „langsames“ Elektron Wellenlänge der Elektronen im Elektronenmikroskop Elektronen können sich wie Wellen verhalten 16

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Wellen-Teilchen-Dualismus Klassische Physik - zwei Extreme Welle Teilchen m, Q, v, x 18

Wellen-Teilchen-Dualismus Mindestens zwei Wellen mit unterschiedlicher Frequenz Wellenpakete 19

Wellen-Teilchen-Dualismus klassische Welle QM Materiewelle klassisches Teilchen Position Frequenz. Spektrum Fourier-Transformation des Signals = Frequenz-Spektrum 20

Fourier-Transformationen … für verschiedene Wellenpakete 21

Unschärferelation Photon, p =? Photon, p =h/ ? Elektron, pe mv + h/ Elektron, pe= mv Vor dem Zusammenstoß Während des Zusammenstoßes Nach dem Zusammenstoß 22

Die Unschärferelation Werner Heisenberg Wellenpaket Frequenz-Spektrum 23

Phasengeschwindigkeit einer Welle Gruppengeschwindigkeit eines Wellenpaketes k … Wellenvektor Phasengeschwindigkeit kann keine Information übertragen 24

Größe des Wasserstoffatoms Das Elektron befindet sich innerhalb einer Kugel mit dem Radius r r r Es können alle Impulse zwischen 0 und p vorkommen p p p. r ħ p = ħ/r 25