1. Milikan-Versuch
1.1. Ladung
1.1.1. immer Vielfache von Elementarladung (gequanteLt)
1.1.2. elektrische Ladung immer gequantelt
1.1.3. q = (m*g*d)/U
1.1.4. e/m = 2U / B^2 * r^2
1.2. Elementarladung
1.2.1. kleinste Mögliche Ladung eines Teilchens
1.3. FG = Fel
1.4. FG - FA = 4/3π* r^3 * (poil - pair) * g
2. Fadenstrahlrohr- Versuch
2.1. Elektroenenkanone
2.2. Lorentzkraft
2.2.1. zur Richtungsbestimmung: 3 Finger Methode
2.3. Idee der Massebestimmung
2.3.1. Masse messen ohne zu wiegen
2.4. spezifische Ladung des Elektrons bestimmen
2.4.1. FL = e*v*B
2.4.1.1. e/ m=2U/ B^2 * r^2
3. Elektroskop
3.1. Nachweis ruhender elektrischer Ladungen
3.2. Stab wird geladen und Elektronen übertragen, schlägt aus, Ladungsausgleich durch Hand, zeiger schlägt zurück
4. Dynamische Masse
4.1. bewegte Masse
4.2. Masse eines Photons
4.2.1. Eph= h*f= mph*c^2
4.2.2. Pph= mph*c= (h*f)/c= h/λ
5. Induktion (Elektrodynamik)
5.1. Leiterschaukel
5.1.1. in ein homogenes Magnetfeld ein Leiterstück mit v bewegt
5.1.1.1. durch Lorenttkraft an Enden des Stücks Spannung induziert -> Induktionsspannung
5.1.1.1.1. Uind= B*v*d
5.2. Elektromagnetische Felder
5.3. moderne Technologie wie Wireless Charging durch Induktion
5.3.1. 2 Spulen erzeugen Magnetfeld -> Elektronen werden übertragen
5.3.2. genutzt für Zahnbürsten oder Autoladestationen
6. relevante Größen/ si-Einheiten
6.1. U = Spannung (Volt/V) B = Magnetfeldstärke (Ampere/A) v= Geschwindigkeit (m/s) E = Energie (Joule/J) h = Planksche Konstante (J/s) f = Frequenz (Hertz/Hz) m= Masse (Kilogramm/Kg) c = Lichtgeschwindigkeit (m/s) F = Kraft (Newton/N) r = Radius (Meter/m) p = Dichte (Rho) g = Erdanziehungskraft (m/s^2) d = Spaltabstand/Durchmesser (m) q = Ladung (Coulomb/C) e = ELementarladung (Coulomb/C) Δs = Gangunterschied λ = Wellenlänge (Meter/m)
7. Optisches Gitter
7.1. Δs immer gleich
7.2. Interferenzmuster mit verschiedenen Wellenlängen
7.2.1. Wahrscheinlichkeitsaspekt
7.2.2. Superposition
7.2.2.1. "an mehreren Orten gleichzeitig"
7.3. keine Kleinwinkelannähreung zur Berechnung möglich
8. Doppelspalt
8.1. Photonen
8.1.1. Interferenzen
8.1.1.1. Interferenzmuster
8.1.1.1.1. Maxima
8.1.1.1.2. Abstand zwischen Minima und Maxima
8.1.1.1.3. Minima
8.1.1.2. konstruktive Interferenzen
8.1.1.2.1. Wellental auf Wellental
8.1.1.2.2. Δs = n*λ
8.1.1.2.3. Maxima (n= Ordnung) n ∈ ℕ0={1,2,3,4...}
8.1.1.3. destruktive Interferenzen
8.1.1.3.1. Wellental auf Wellenberg
8.1.1.3.2. Δs = ( n- 0,5)*λ
8.1.1.3.3. Minima (n = Ordnung) n ∈ ℕ0={1,2,3,4...}
8.2. Elektronen
8.2.1. sammeln sich an Schirm mit Interfenzmuster, welches Wahsrcheinlichkeiten angibt
9. Hallwachs- Experiment
9.1. Hallwachs Effekt (Fotoeffekt I)
9.2. Versagen des Wellenmodells
9.2.1. nicht Intensität, sondern Frequenz entscheidend, um Elektronen aus der Zn Platte zu lösen
9.3. Fotozelle
9.3.1. verschiedene Frequenzen getestet
9.3.1.1. Fotoeffekt bestätigt sich
9.3.1.2. Grenzfrequenz
9.3.1.2.1. Frequenz die mindestens so viel Energie wie das Elektron produziert, um das Teilchen zu lösen
9.4. Lichtquantenhypothese
9.4.1. Licht ist gequantelt
9.4.2. Eph >= Ee zum lösen
9.4.3. Intensität löst schneller aber nicht mehr
9.4.3.1. Ein Elektron absorbiert genau die Energie eines Photons
9.4.4. Energie eines Photons unabhängig von Intensität
9.4.4.1. Eph = h*f
9.4.5. WA + WB = h*f
9.5. Photo-Elektronen
9.5.1. Elektronen die Energie des Photons absorbiert haben
9.6. Compton-Effekt
9.6.1. Vergrößerung der Wellenlänge bei Streuung an Elektronen
9.6.2. λc,e= h/(me*c)= 2,43*10^-12m
9.6.3. Δλ= h/(me*c)*(1-cos(a)) (a= Winkel zwischen ursprünglicher und geänderter Fluibahn nach Aufprall)
9.6.4. elastischer Stoß
9.6.4.1. Übertragung von Energie
10. Elektronenbeugungsröhre
10.1. Elektronenkanone schießt Elektronen durch ein Kristallgitter auf fluoreszierende Schicht
10.1.1. Ringe als Interferenzmuster entstehen
10.1.1.1. Wellencharakter des Elektrons
10.1.1.1.1. λ= d/l *r
11. Radioaktivität
11.1. Atome
11.1.1. radioaktive Stoffe
11.1.1.1. Zerfall
11.1.1.1.1. Energie wird bei Zerfall erzeugt
11.2. Energiestufen im Atom
11.2.1. Wechsel zwischen verschiedenen Zuständen
11.2.1.1. angeregter Zustand
11.2.1.1.1. "Energiüberschuss"
11.2.1.2. energieärmerer Zustand
11.2.1.2.1. nach Abgabe von Photonen
11.2.2. Energietermschema
11.2.2.1. Darstellung des Übergangs zwischen den Energiestufen
11.3. "Fingerabdrücke von Atomen"
11.3.1. Linienspektren
11.3.1.1. Emissionspektren
11.3.1.1.1. Emission= Abgabe von Elektromagnetischer Strahlung
11.3.1.1.2. alle Bereiche des Spektrums zu sehen
11.3.1.2. Absorptionsspektren
11.3.1.2.1. Absorption= Aufnahme von Strahlung
11.3.1.2.2. Linien oder ganze Bereiche können im Spektrum fehlen
11.3.1.2.3. bestimmte Gase absorbieren Teile des Lichts
11.3.1.3. λ= (sin(ak) *g)/ k
11.4. (Natrium-) Resonanzfluoreszenz
11.4.1. normalerweise ist der Schatten einer Flamme nicht zu sehen
11.4.2. Salz in Falmme halten und Natriumlampe
11.4.2.1. Schatten zu sehen
11.4.2.1.1. Absorption des gesamten Lichts
11.4.3. Salz in Falmme und normale Lampe
11.4.3.1. kein Schatten
11.4.3.1.1. nur Absorption des gelben Teils des Spektrums -> zu viel Licht für Schatten
11.4.4. Flamme und normale Lampe
11.4.4.1. kein Schatten
11.4.4.1.1. keine Absorption
12. Wesentliche Zusammenhänge
12.1. Sowohl Photonen als auch Elektronen besitzen Wellencharakter
12.2. bei fast allen Versuchen geht es um Interferenzen (entweder Photon oder Elektron)
12.2.1. Quantenphysik findet sich überall wieder