1. Fadenstrahlrohr-Experiment
1.1. Bestimmung der spezifischen Ladung des Elektrons
1.1.1. e/m = 2U/r^2⋅B^2
1.1.2. Bestimmung der Masse nun möglich m=e⋅r^2⋅B^2/2U
1.2. Demonstriert sowohl Beschleunigung als auch Ablenkung von Elektronen in Magnetfeld
1.3. Elektronen aus einer Elektronenkanone werden durch die Lorenzkraft, welche zwischen den Helmholtz-Spuhlen wirkt abgelenkt -> Zentripetalkraft und somit Kreisbewegung
1.3.1. Zusammenstoß mit Gasmolekülen -> Licht entsteht und macht es sichtbar
1.3.2. 3-Finger Regel zur bestimmung der Kreisbahn
2. Elektronenbeugungsröhre
2.1. Verdeutlicht Wellencharakter des Atoms und unterstreicht die Aussagen de-Broglies zur de-Broglie Wellenlänge
2.2. Elektronen werden durch eine Elektronenkanone (Glühkathode) durch ein Graphitblättchen auf eine Fluoreszenzschicht geschoßen
2.2.1. Ringe entstehen auf Schich -> Wellencharakter des Elektrons
2.3. p= h⋅k
3. Hallwachs-Versuch
3.1. Lichtquantenhypothese
3.1.1. Licht sei gequantelt
3.1.2. Energie eines Photons nicht ausgehend seiner Intensität
3.1.2.1. Die Intensität beschleunigt es nur
3.1.3. Verhältnis zwischen Elektronen und Photonen ist 1:1 -> Ein Photon wird von einem Elektron absorbiert
3.1.3.1. Sogenannte "Photo-Elektronen"
3.2. Fotozelle
3.2.1. Fotoeffekt bestätigt sich bei jeder Frequenz
3.2.1.1. Nicht erklärbar mit dem damaligen Wellenmodell, da die Frequenz entscheident ist und nicht die Intensität des Lichts
3.3. Compton Effekt
3.3.1. Vergrößerung der Wellenlänge bei der Streuung an einem Teilchen, in diesem Fall einem Elektron
3.3.2. Zunnahem der Wellenlänge Δλ=hm0⋅c(1−cos(ϑ))=λc(1−cos(ϑ))
3.3.3. Compton-Wellenlänge für Elektronen λc,e=hme⋅c≈2,43⋅10−12m
4. Relativistische Masse
4.1. Masse eines bewegten Teilchens (Photons)
4.2. Massen zunahme durch erhöhte Geschwindigkeit (v)
4.2.1. m(v)=m0/√1−(vc)^2
5. Elektroskop
5.1. Zeige schlägt aus, wenn Elektronen auf das Elektroskop übertragen worden sind
6. Radioaktivität
6.1. Themeneinstieg: Fingerabdrücke des Atoms
6.1.1. Linienspektren und Energiestufen
6.1.1.1. E= h⋅v
6.1.1.2. Emissionsspektren
6.1.1.3. Absorptionsspektren
6.1.2. Versuch: Natriumresonanzfluoreszenz
6.1.2.1. Salz + Flamme + Natriumlampe
6.1.2.2. Salz + Flamme + Lampe
6.1.2.3. Flamme + Lampe
6.2. Radioaktive Stoffe als Gift -> Mordanschlag durch Polonium 210
7. Schatten
7.1. Das Licht wird vollständig absorbiert
8. Kein Schatten
8.1. Licht wird nur teilweise oder gar nicht absorbiert
9. Interferenz entsteht -> Abbildung am Schirm möglich
10. Doppelspalt-Experiment
10.1. Photonen bilden Interferenzen am Beobachtungsschirm, Elektronen sammeln sich am Schirm
10.1.1. Interferenzmuster
10.1.1.1. Wellenkonstrukt mit Maxima und Minima
10.1.2. Interferenzen
10.1.2.1. Destruktive Interferenz
10.1.2.1.1. Wellen gleichen sich aus
10.1.2.2. Konstruktive Interferenz
10.1.2.2.1. Maxima liegen "aufeinander" und verstärken sich
11. Milikan-Experiment
11.1. Die Elementarladung eines Elektrons wurde von Robert A. Millikan präzise mithilfe eines elektrischen Feldes bestimmt, in welchem ein Öltropfchen zum schwebe gebracht wurde
11.2. Relevante Formeln
11.2.1. Gewichtskraft (FG) FG = Fel
11.2.2. Auftriebskraft (FA) FG - FA = 43π⋅ r⋅ 3⋅(ρÖl−ρLuft)⋅g
11.3. Elementarladung als kleinste mögliche Ladung eines Teilchens
11.4. Ladung
11.4.1. Quantenzustand bzw. gequantelt
11.4.2. Ladung des Tröpfchens q = (mg ⋅ d)/U
11.4.3. Spezifische Ladung eines Elektrons e/m = 2U / B^2 ⋅ r^2
12. Optisches Gitter
12.1. Licht wird gebeugt
12.1.1. Prisma ähnlich
12.2. Wahrscheinlichkeit der Position -> Quantenphysikalischer Aspekt der Superposition
12.2.1. An zwei Punkten gleichzeitig
13. Induktion
13.1. 2x Spuhlen erzeugen ein Elektromagnetisches Feld
13.1.1. Leiterschaukel Experiement
13.1.1.1. Homogenes Magnetfeld bewegt die Schaukel, da am Ende des Schaukelstücks Spannung induziert wird
13.1.1.1.1. Schaukel bewegt sich
13.2. Energieübertragung der Zukunuft
13.2.1. Heute schon in Verwendung bei - Wireless charging - Induktionskochfeld - Zahnbürsten
13.2.2. Science-Fiction Einsatzmöglichkeiten - Auto Akku laden im Stand