Theoretische Modelle at Universität Greifswald | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für Theoretische Modelle an der Universität Greifswald

Greife auf kostenlose Karteikarten, Zusammenfassungen, Übungsaufgaben und Altklausuren für deinen Theoretische Modelle Kurs an der Universität Greifswald zu.

TESTE DEIN WISSEN

Experiment Wellencharakter eines Elektrons

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TESTE DEIN WISSEN

Davisson-Germer Experiment

  • Beugung eines eingestrahlten e- an Braggerscher-Ebene des Ni-Kristalls

  • Detektor misst Elektronenintensität als Funktion

  • abhängig von Streuwinkel

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TESTE DEIN WISSEN

Experiment Teilchencharakter einer elektromagnetischen Welle

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TESTE DEIN WISSEN

Photoeffekt:

  • Auflösung von e- aus Metalloberflächen, die mit Licht bestrahlt werden

  • generell findet die Elektronenemission statt, wenn die Frequenz der elektromagnetischen Strahlung die charakteristische Grenzfrequenz überschreitet


Compton-Effekt:

  • Quantentheorie des Lichts

  • Photonen verhalten sich wie Teilchen mit Ruhemasse=0

  • Wechselwirkung von Licht mit e- sollte sich wie ein Teilchenstoß manifestieren

  • Streuung von Licht/Photonen an e- -> Energie- und Impulserhaltung für e- und Photonen liefert Frequenzverschiebung des gestreuten Lichtes

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TESTE DEIN WISSEN

Experiment Teilchencharakter eines Elektrons

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TESTE DEIN WISSEN

Franck-Hertz Versuch

  • Nachweis der Existenz von diskreten Energieniveaus in Atomen

  • e- werden durch ein elektronisches Feld beschleunigt -> Zusammenstoß mit Atomen 

  • In Abhängigkeit der Beschleunigungsspannung misst man den Strom, der durch die e- erzeugt wurde


Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Experiment Wellencharakter einer elektromagnetischen Welle

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TESTE DEIN WISSEN

Beugung eines Lichtstrahls am Doppelspalt

  • Überlagerung der Wellenzüge

  • erzeugt Interferenzmuster

  • führt zu Bereichen der Verstärkung und Auslöschung

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TESTE DEIN WISSEN

Wieso kann man Edelgasatomen nur sehr schwer ein Elektron entreißen?

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TESTE DEIN WISSEN
  • abgeschlossene Unterschale führt zu symmetrischer Ladungsverteilung, besonders stark gebundene Valenzelektronen
  • führt dazu, dass Valenzelektronen schwer zu entfernen sind
  • dies führt zu chemischer Trägheit
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TESTE DEIN WISSEN

Warum sind sich Aktinide chemisch ähnlich?

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TESTE DEIN WISSEN
  • abgeschlossene Unterschale: 6s26p67s2
  • unvollständige Unterschale: 5f und 6d
  • wegen Ausdehnung der Wellenfunktion, also: Auffüllen der 5f und 6d- Unterschalen führt nur zu sehr kleinen Änderungen der Chemie
  • da die 7s Wellenfunktion ein größeres Gewicht weit ab vom Kern hat, als die 6d-Wellenfunktion
Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN

Abhängigkeit stationärer SG von Quantenzahlen

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TESTE DEIN WISSEN
  • R(r) abhängig von n und l
  • θ (ϑ ) abhängig von l und m
  • φ(Φ) abhängig von m
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TESTE DEIN WISSEN

Berechnung Wärmestrom ?

- T(x) = a+bx2 mit a und b positiven Konstanten und -L≤ x≤ L

- Diskussion Richtung des zugehörigen Wärmestroms

- was erwartet man nach sehr langer Zeit? (Skizze von T(x))

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
  • Funktion stellt eine nach oben geöffnete, auf der y-Achse nach oben verschobene Parabel dar
  • bei -L und L höchste Temperaturen
  • beim Scheitelpunkt in einer Höhe von a niedrigste Temperaturen
  • Wärmestrom fließt von -L und L in Richtung des Scheitelpunktes
  • der Scheitelpunkt wärmt sich mit zunehmender Zeit auf
  • nach sehr langer Zeit stellt sich ein Temperaturgleichgewicht ein (oberhalb von a)
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TESTE DEIN WISSEN
3 Eigenschaften für das Verhalten von Quantenobjekten

- mathematische Struktur der Quantenmechanik ?

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TESTE DEIN WISSEN
  • Sprunghaftigkeit
  • Beugung
  • Kohärenz


mathematische Struktur der Quantenmechanik:

  • siehe Korrespondenzprinzipien K1 und K2
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TESTE DEIN WISSEN
Defizite des Bohrschen Atommodells
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TESTE DEIN WISSEN
  • nicht auf komplexe Atome (Atome mit mehreren e-) anwendbar
  • gibt keinen Grund an, wieso bestimmt Spektrallinien intensiver sind als andere
  • kann nicht erklären, wieso viele Spektrallinien Feinstruktur besitzen
  • liefert kein Verständnis für Molekülbildung
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TESTE DEIN WISSEN

Schale und Unterschale

- Erklärung

- Änderung der Bindungsenergie

- wieso sind feste n Orbitale mit l>0 schwächer gebunden als Orbitale mit l=0

- Elektronenaufnahme der nte Schale

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Schale:

  • charakterisiert durch die Hauptquantenzahl 
  • e- mit selber Hauptquantenzahl befinden sich gleichweit vom Kern entfernt


Unterschale:

  • jede Unterschale nimmt 2(2l+1) e- auf
  • der Faktor 2 kommt vom Spin 
  • der Rest durch verschiedene Magnetisierungen


Änderung Bindungsenergie:

  • in gleicher Schale Elektronenenergie abhängig von Bahndrehimpulsquantenzahl (l) 
  • je kleiner l, desto negativer e- (desto stärker ist das Orbital gebunden)

Orbitalbindung:
  • bei l=0 (s-Orbitale) große Anteile bei kleinem Radius, wo sie überwiegend der vollen Kernladung ausgesetzt sind (starke attraktive Kraft)
  • bei l>0 Orbitale wenig Gewicht bei kleinem Radius, Zentrifugalbarriere drückt Wahrscheinlichkeitsdichte nach außen, wo Orbitale dann nur einer abgeschirmten Kernladung ausgesetzt sind (schwächere Bindung)


Elektronenaufnahme der nte Schale: 2n2

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TESTE DEIN WISSEN

In welche Richtung weht der Wind?

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TESTE DEIN WISSEN
  • Tiefdruckgebiete auf Nordhalbkugel linksdrehend und SHK rechtsdrehend
  • Hochdruckgebiete auf NHK rechtsdrehend und SHK linksdrehend
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  • 43 Lernmaterialien

Beispielhafte Karteikarten für deinen Theoretische Modelle Kurs an der Universität Greifswald - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Experiment Wellencharakter eines Elektrons

A:

Davisson-Germer Experiment

  • Beugung eines eingestrahlten e- an Braggerscher-Ebene des Ni-Kristalls

  • Detektor misst Elektronenintensität als Funktion

  • abhängig von Streuwinkel

Q:

Experiment Teilchencharakter einer elektromagnetischen Welle

A:

Photoeffekt:

  • Auflösung von e- aus Metalloberflächen, die mit Licht bestrahlt werden

  • generell findet die Elektronenemission statt, wenn die Frequenz der elektromagnetischen Strahlung die charakteristische Grenzfrequenz überschreitet


Compton-Effekt:

  • Quantentheorie des Lichts

  • Photonen verhalten sich wie Teilchen mit Ruhemasse=0

  • Wechselwirkung von Licht mit e- sollte sich wie ein Teilchenstoß manifestieren

  • Streuung von Licht/Photonen an e- -> Energie- und Impulserhaltung für e- und Photonen liefert Frequenzverschiebung des gestreuten Lichtes

Q:

Experiment Teilchencharakter eines Elektrons

A:

Franck-Hertz Versuch

  • Nachweis der Existenz von diskreten Energieniveaus in Atomen

  • e- werden durch ein elektronisches Feld beschleunigt -> Zusammenstoß mit Atomen 

  • In Abhängigkeit der Beschleunigungsspannung misst man den Strom, der durch die e- erzeugt wurde


Q:

Experiment Wellencharakter einer elektromagnetischen Welle

A:

Beugung eines Lichtstrahls am Doppelspalt

  • Überlagerung der Wellenzüge

  • erzeugt Interferenzmuster

  • führt zu Bereichen der Verstärkung und Auslöschung

Q:

Wieso kann man Edelgasatomen nur sehr schwer ein Elektron entreißen?

A:
  • abgeschlossene Unterschale führt zu symmetrischer Ladungsverteilung, besonders stark gebundene Valenzelektronen
  • führt dazu, dass Valenzelektronen schwer zu entfernen sind
  • dies führt zu chemischer Trägheit
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Q:

Warum sind sich Aktinide chemisch ähnlich?

A:
  • abgeschlossene Unterschale: 6s26p67s2
  • unvollständige Unterschale: 5f und 6d
  • wegen Ausdehnung der Wellenfunktion, also: Auffüllen der 5f und 6d- Unterschalen führt nur zu sehr kleinen Änderungen der Chemie
  • da die 7s Wellenfunktion ein größeres Gewicht weit ab vom Kern hat, als die 6d-Wellenfunktion
Q:

Abhängigkeit stationärer SG von Quantenzahlen

A:
  • R(r) abhängig von n und l
  • θ (ϑ ) abhängig von l und m
  • φ(Φ) abhängig von m
Q:

Berechnung Wärmestrom ?

- T(x) = a+bx2 mit a und b positiven Konstanten und -L≤ x≤ L

- Diskussion Richtung des zugehörigen Wärmestroms

- was erwartet man nach sehr langer Zeit? (Skizze von T(x))

A:
  • Funktion stellt eine nach oben geöffnete, auf der y-Achse nach oben verschobene Parabel dar
  • bei -L und L höchste Temperaturen
  • beim Scheitelpunkt in einer Höhe von a niedrigste Temperaturen
  • Wärmestrom fließt von -L und L in Richtung des Scheitelpunktes
  • der Scheitelpunkt wärmt sich mit zunehmender Zeit auf
  • nach sehr langer Zeit stellt sich ein Temperaturgleichgewicht ein (oberhalb von a)
Q:
3 Eigenschaften für das Verhalten von Quantenobjekten

- mathematische Struktur der Quantenmechanik ?

A:
  • Sprunghaftigkeit
  • Beugung
  • Kohärenz


mathematische Struktur der Quantenmechanik:

  • siehe Korrespondenzprinzipien K1 und K2
Q:
Defizite des Bohrschen Atommodells
A:
  • nicht auf komplexe Atome (Atome mit mehreren e-) anwendbar
  • gibt keinen Grund an, wieso bestimmt Spektrallinien intensiver sind als andere
  • kann nicht erklären, wieso viele Spektrallinien Feinstruktur besitzen
  • liefert kein Verständnis für Molekülbildung
Q:

Schale und Unterschale

- Erklärung

- Änderung der Bindungsenergie

- wieso sind feste n Orbitale mit l>0 schwächer gebunden als Orbitale mit l=0

- Elektronenaufnahme der nte Schale

A:

Schale:

  • charakterisiert durch die Hauptquantenzahl 
  • e- mit selber Hauptquantenzahl befinden sich gleichweit vom Kern entfernt


Unterschale:

  • jede Unterschale nimmt 2(2l+1) e- auf
  • der Faktor 2 kommt vom Spin 
  • der Rest durch verschiedene Magnetisierungen


Änderung Bindungsenergie:

  • in gleicher Schale Elektronenenergie abhängig von Bahndrehimpulsquantenzahl (l) 
  • je kleiner l, desto negativer e- (desto stärker ist das Orbital gebunden)

Orbitalbindung:
  • bei l=0 (s-Orbitale) große Anteile bei kleinem Radius, wo sie überwiegend der vollen Kernladung ausgesetzt sind (starke attraktive Kraft)
  • bei l>0 Orbitale wenig Gewicht bei kleinem Radius, Zentrifugalbarriere drückt Wahrscheinlichkeitsdichte nach außen, wo Orbitale dann nur einer abgeschirmten Kernladung ausgesetzt sind (schwächere Bindung)


Elektronenaufnahme der nte Schale: 2n2

Q:

In welche Richtung weht der Wind?

A:
  • Tiefdruckgebiete auf Nordhalbkugel linksdrehend und SHK rechtsdrehend
  • Hochdruckgebiete auf NHK rechtsdrehend und SHK linksdrehend
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