Grundlagen der Atomphysik: eine Einführung in das Studium der Wellenmechanik und Quantenstatistik
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| Published: |
Wien
Springer
1951
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| adam_text | 3U4 G RUNAIAGEN DER ATOMPHYSIK EINE EINFUEHRUNG IN DAS STUDIUM DER
WEFFENMECHANIK UND QUANTENSTATISTIK VON DR. PHIL. HANS ADOLF BAUER
PROFESSOR AN DER TECHNISCHEN HOCHSCHULE UND DER UNIVERSITAET IN WIEN
VIERTE, UMGEARBEITETE UND BEDEUTEND ERWEITERTE AUFLAGE MIT 244
TEXTABBILDUNGEN WIEN SPRINGER = VER 1 AG 1951 25028 INHALTSVERZEICHNIS.
SEITE EINLEITUNG 1 I. DIE TEILCHENSTRUKTUR DER MATERIE 3 A. DIE
ELEMENTARTEILCHEN 3 1. DAS (NEGATIVE) ELEKTRON E ODER /S-TEILCHEN 3 A)
ELEKTRONENLADUNG 3 B) ELEKTRONENMASSE 7 C) ELEKTRONENRADIUS 12 2. DAS
POSITRON (POSITIVE ELEKTRON) E + 13 3. DAS PROTON (WASSERSTOFFKERN)
P^- H H + 19 4. DAS NEUTRON (ELEMENT MIT DER KERNLADUNG 0) JI 20 5. DAS
DEUTERON (DEUTON, DEUTERIUMKERN) D = JH D 22 6. DAS ALPHATEILCHEN
(HELIUMKERN) TA * ^HE = HE + + 24 B. DIE STRAHLUNGS-(LICHT-) QUANTEN
(PHOTONEN) 29 1. DER LICHTELEKTRISCHE EFFEKT (PHOTOEFFEKT) 30 2. DER
COMPTON-EFFEKT 33 3. UMWANDLUNG VON STRAHLUNG IN MATERIE 37 *
HOEHENSTRAHLUNG (KOSMISCHE ODER ULTRASTRAHLUNG) 39 1. INTENSITAETSMESSUNG
DER HOEHENSTRAHLUNG MITTELS IONISATIONS- KAMMER UND ZAEHLROHR 42 A)
IONISIERUNGSSTAERKE 42 B) HOEHEN- UND TIEFENEFIEKT 43 C) BAROMETEREFFEKT
45 D) DURCHDRINGUNGSFAEHIGKEIT (HAERTE) DER HOEHENSTRAHLUNG. WIR-
KUNGSSCHNITTE DURCHSTRAHLTER MATERIE 45 E) MINDESTENERGIE EINES LOTRECHT
EINLALLENDEN, DIE ERDOBERFLAECHE ERREICHENDEN HOEHENSTRAHLENELEKTRONS. 18
2. DIE HOEHENSTRAHLUNG (PRIMAERSTRAHLUNG) IM MAGNETFELD DER ERDE 49 A) DIE
ERDE UND IHR MAGNETFELD 49 B) ENERGIE EINES ENTLANG DES MAGNETISCHEN
ERDAEQUATORS EIN- GEFANGENEN HOEHENSTRAHLELEKTRONS 50 C) BAHNEN DER
HOEHENSTRAHLTEILCHEN IM MAGNETISCHEN ERDFELD. . 51 D) GEOMAGNETISCHER
BREITENEFFEKT 52 E) LAENGENEFFEKT 55 F) AZIMUTALEFFEKT
(WEST-OST-ASYMMETRIE) 55 3. UNTERSUCHUNG DER HOEHENSTRAHLUNG MITTELS
NEBELKAMMER UND MAGNETFELD 55 A) UNTERSCHEIDUNG BEWEGTER LADUNGSTRAEGER
DURCH IHRE NEBEL- SPUREN 55 B) GESCHWINDIGKEITS- BZW. IMPULSMESSUNG IM
MAGNETFELD .... 56 C) ENTDECKUNG DES *SCHWEREN ELEKTRONS (MESOTRONS
ODER MESONS) 57 X INHALTSVERZEICHNIS. SEITE 4. BESCHAFFENHEIT DER
HOEHENSTRAHLUNG 59 A) INTENSITAET DER HARTEN UND WEICHEN KOMPONENTE 59 B)
KASKADENTHEORIE DER MULTIPLIKATIONSSCHAUER 60 C) SCHWERE ELEKTRONEN ALS
HAUPTBESTANDTEIL DER DURCHDRINGEN- DEN STRAHLUNG. YUKAWASCHE THEORIE DER
MESONEN .... 61 D) IONISATIONSSCHAUER 63 E) EXPLOSIONSSCHAUER 63 F)
GROSSE SCHAUER UND HOFFMANNSCHE STOESSE 65 G) KERNZERTRUEMMERUNGEN.
STERNBILDUNG 65 5. HERKUNFT DER HOEHENSTRAHLUNG 67 D. DIE
ZUSAMMENGESETZTEN ATOMKERNE 69 1. FESTSTELLUNG DER KERNARTEN DURCH
KANALSTRAHLENANALYSE 69 A) PARABELMETHODE VON J. J. THOMSON 69 B) DER
MASSENSPEKTOGRAPH 72 C) DIE CHEMISCHEN GRUNDSTOFFE, IHRE ENTDECKUNG UND
IHRE NATUERLICHEN ISOTOPE 80 2. NATUERLICHE RADIOAKTIVITAET 90 A) BESONDERE
GESETZMAESSIGKEITEN DES A-ZERFALLES 97 B) BESONDERE GESETZMAESSIGKEITEN DES
/3-ZERFALLES 99 3. KUENSTLICHE ATOMUMWANDLUNG 100 A) ALLGEMEINE
GESETZMAESSIGKEITEN 100 B) ERZEUGUNG STABILER KERNE 111 C) ERZEUGUNG
INSTABILER KERNE. KUENSTLICHE RADIOAKTIVITAET.... 117 D) URANBRENNER UND
ATOMBOMBE 129 E) KUENSTLICH RADIOAKTIVE KERNE ALS HILFSMITTEL DER
MEDIZIN. ... 133 F) ERZEUGUNG ENERGIEREICHER GELADENER TEILCHEN (IONEN
UND ELEKTRONEN) 136 4. KERNBESTANDTEILE UND KERNKRAEFTE 157 5.
MASSENDEFEKT, PACKUNGSANTEIL, BINDUNGSENERGIE UND STABILITAET DER KERNE
167 A) BINDUNGSENERGIE DES DEUTERONS 168 B) BINDUNGSENERGIE DES
ALPHATEILCHENS 169 C) BINDUNGSENERGIEN DER UEBRIGEN KERNE 169 D)
KERNSPALTUNGSENERGIE 169 6. AUFBAU DER KERNE. TROPFCHENMOD EIL,
A-TEILCHENMODELL UND ENERGIEFLAECHE DER ATOMKERNE 171 A) TROEPFENMODELL
171 B) A-TEILCHENMODELL 176 C) ENERGIEFLAECHE 176 E. DAS ATOMMODELL VON
LENARD-RUTHERF ORD UND BOHR-SOMMER- FELD. DIE SERIENSPEKTREN 182 1.
ATOMMODELL VON N. BOHR MIT RUHENDEM KERN 185 A) DAS DRITTE KEPLERSCHE
GESETZ 187 B) DIE QUANTENBEDINGUNG 187 C) DER ENERGIESATZ 188 D) DIE
FREQUENZBEDINGUNG 189 2. DAS BOHRSCHE ATOM MIT MITBEWEGTEM KERN 190 3.
SOMMERFELDSCHES ATOM MIT ELLIPTISCHEN BAHNEN 193 A) FASSUNG MIT
KONSTANTER ELEKTRONENMASSE 193 B) FASSUNG MIT VERAENDERLICHER
ELEKTRONENMASSE 199 INHALTSVERZEICHNIS. XI SEITE *) RAEUMLICHE QUANTELUNG
(RICHTUNGSQUANTELUNG) DER ELLIP- TISCHEN BAHNEN 206 4. DAS
KORRESPONDENZPRINZIP VON N. BOHR 209 5. GESETZMAESSIGKEITEN DER
ROENTGENLINIEN 212 6. PERIODISCHES SYSTEM DER CHEMISCHEN ELEMENTE 214 7.
DIE QUANTENZAHLEN DES EINZELNEN ELEKTRONS. RAEUMLICHE QUAN- TELUNG UND
ELEKTRONENDRALL 219 A) RAEUMLICHE QUANTELUNG. MAGNETISCHE QUANTENZAHL 220
B) ELEKTRONENDRALL. SPINQUANTENZAHL 221 C) AUSSCHLIESSUNGSPRINZIP
(BESETZUNGSVERBOT) VON PAULI (*PAULI-VERBOT ) 223 D) ELEKTRONENANORDNUNG
IN DER ATOMHULLE 224 8. QUANTENZAHLEN BEI MEHRELEKTRONENSYSTEMEN 231 9.
AUFBAU DER SERIENSPEKTREN 236 10. ATOM- UND KERNMAGNETISMUS 240 A)
BAHNIMPULS UND MAGNETISCHES MOMENT EINES KREISENDEN ELEKTRONS 240 B)
MECHANISCHES UND MAGNETISCHES SPINMOMENT DES ELEKTRONS 242 C) DER
ATOMSTRAHLVERSUCH VON O. STERN UND W. GERLACH . . 243 D) MECHANISCHE UND
MAGNETISCHE KERNMOMENTE 245 11. AUFSPALTUNG DER SPEKTRALLINIEN IM
MAGNETFELD 249 A) EINWIRKUNG SCHWACHER MAGNETFELDER (ANOMALER UND
NORMALER ZEEMAN-EFFEKT) 249 B) EINWIRKUNG STARKER MAGNETFELDER
(PASCHEN-BACK-EFFEKT) 258 C) MULTIPLETTSTRUKTUR DER SERIENTERME 261 II.
DIE WELLENSTRUKTUR DER MATERIE 265 A. FLUESSIGKEITS- UND LUFTWELLEN 265
B. AETHERWELLEN 267 1. SICHTBARES LICHT 267 A) STRICHGITTER
(EINDIMENSIONALES GITTER) 270 B) KREUZGITTER (ZWEIDIMENSIONALES GITTER)
271 2. ROENTGENSTRAHLEN 272 A) ROENTGENROEHREN 272 B) GESCHICHTLICHES ZUR
WELLENLAENGENMESSUNG 274 C) BEUGUNG AM RAUMGITTER (KRISTALLGITTER).
VERFAHREN VON M. V. LAUE 277 D) AUSWERTUNG EINES LAUE-BILDES 278 E) DIE
ERMITTLUNG DER GITTERKONSTANTEN BEI KUBISCHEN GITTERN 280 F) DIE BEUGUNG
AM RAUMGITTER ALS REFLEXION AN NETZEBENEN 283 G)
DREHKRISTALLSPEKTROGRAPHEN 288 C. ELEKTRONEN ALS WELLEN 295 *. DIE
VEREINIGUNG DES TEILCHEN- UND WELLENBILDES IN DER
WELLEN-(QUANTEN-)MECHANIK 301 A. DIE DE BROGLIESCHE GLEICHUNG 301 1. DIE
LICHTBRECHUNG VOM WELLENMECHANISCHEN STANDPUNKT .... 302 A) DIE
LICHTBRECHUNG NACH DER EMISSIONSTHEORIE 302 B) DIE LICHTBRECHUNG NACH
DER WELLENTHEORIE 303 C) DIE VEREINIGUNG DER DARSTELLUNGEN A UND B 304
*» / * * * XII INHALTSVERZEICHNIS. SEITE 2. VERALLGEMEINERUNG AUF EIN
BELIEBIGES MASSENTEILCHEN. BEGRIFF DER MATERIEWELLE 305 3. ANWENDUNGEN
DES MATERIEWELLENBILDES 306 A) DAS IDEALE GAS 306 B) DAS BOHRSCHE
WASSERSTOFFATOM 307 C) DIE BRECHUNG EINER MATERIENWELLE BEI DER
ELEKTRONENBEUGUNG 307 D) DIE AEQUIVALENZ DER MINIMALPRINZIPE VON FERMAT
UND MAUPERTUIS 309 4. DAS MASSENTEILCHEN ALS WELLENGRUPPE (WELLENPAKET)
313 5. DIE UNGENAUIGKEITSBEZIEHUNG VON W. HEISENBERG UND DIE BE- DEUTUNG
DER ELEMENTARLAENGE UND ELEMENTARZEIT 316 A) UNGENAUIGKEIT DER
ORTSBESTIMMUNG 316 B) UNGENAUIGKEIT DER IMPULSBESTIMMUNG 317 C)
UNGENAUIGKEIT DER ZEIT- UND ENERGIEBESTIMMUNG 317 D) PHYSIKALISCHE
ANWENDUNGEN 318 E) DER EINFLUSS DER ELEMENTARLAENGE UND ELEMENTARZEIT 319
B. DIE SCHROEDINGERSCHE ZEITUNABHAENGIGE WELLENGLEICHUNG (AMPLI-
TUDENGLEICHUNG) 322 1. ABLEITUNG DER AMPLITUDENGLEICHUNG 322 2.
TRANSFORMATION DES LAPLACESCHEN OPERATORS AUF ALLGEMEINE RECHTWINKLIGE
KOORDINATEN 325 A) ZYLINDERKOORDINATEN 330 B) KUGELKOORDINATEN
(RAEUMLICHE POLARKOORDINATEN) 331 C) PARABOLISCHE KOORDINATEN 332 C.
QUANTISIERUNG ALS EIGENWCRTPROBLEM 333 1. DER HARMONISCHE OSZILLATOR ALS
MODELL EINES SCHWINGENDEN, ZWEI- ATOMIGEN MOLEKUELS (SCHWINGENDES
HANTELMODELL) 334 2. DER STARRE ROTATOR ALS MODELL EINES ROTIERENDEN,
ZWEIATOMIGEN MOLEKUELS (ROTIERENDES HANTELMODELL) 340 3. ANWENDUNG AUF
DIE BANDENSPEKTREN 346 A) ROTATIONSBANDEN IM LANGWELLIGEN ULTRAROT (30
BIS 150 /*) . 348 B) ROTATIONSSCHWINGUNGSBANDEN IM ULTRAROT (I BIS 5 /I)
349 C) DER SMEKAL-RAMAN-EFFEKT 351 D) SICHTBARE ODER ELEKTRONENBANDEN
353 4. DAS WASSERSTOFFATOM UND DIE WASSERSTOFFAEHNLICHEN ATOME . . . 358
A) E 0 (ENTSPRECHUNG ZU DEN ELLIPSENBAHNEN DER BOHR SEHEN THEORIE) 359
B) E 0 (ENTSPRECHUNG ZU DEN HYPERBELBAHNEN DER BOHR SEHEN THEORIE) . .
363 5. DAS A-TEILCHEN IM KERNBEREICH. GAMOWS THEORIE DES O-ZERFALLS. DER
TUNNELEFFEKT 363 6. DIE SCHROEDINGERSCHE AMPLITUDENGLEICHUNG FUER EIN
ELEKTRON IM ELEKTROMAGNETISCHEN FELD. DER NORMALE ZEEMAN- EFFEKT 375 D.
DIE SCHROEDINGERSCHE ZEITABHAENGIGE WELLENGLEICHUNG (*ZEIT- GLEICHUNG ).
FORMALER ZUSAMMENHANG MIT DER KLASSISCHEN MECHANIK 379
INHALTSVERZEICHNIS. XIII SEITE E. AUSBAU DER WELLENMECHANIK 385 1. DIE
SCHROEDINGERSCHE *DICHTE (WAHRSCHEINLICHKEITSDICHTE) UND DIE
WELLENMECHANISCHE DEUTUNG DES STRAHLUNGSVORGANGES 385 2. NORMIERUNG UND
ORTHOGONALITAET DER EIGENIUNKTIONEN 390 3. LINIENINTENSITAETEN UND
AUSWAHLREGEL BEIM HARMONISCHEN OS- ZILLATOR 391 4. DER HARMONISCHE
OSZILLATOR NACH DER QUANTEN-(MATRIZEN-) MECHANIK 395 5.
LINIENINTENSITAETEN, AUSWAHL- UND POLARISATIONSREGELN BEIM STARREN
ROTATOR 399 A) NORMIERUNG DER EIGENFUNKTIONEN 399 B) LINIENINTENSITAETEN,
AUSWAHL- UND POLARISATIONSREGELN 401 IV. SCHROEDINGERS STOERUNGSTHEORIE
409 A. DAS NAEHERUNGSVERFAHREN BEI KLEINER STOERUNG DER POTENTIELLEN
ENERGIE 409 1. NICHTENTARTETE PROBLEME 409 2. ENTARTETE PROBLEME 412 B.
ANWENDUNGEN DER STOERUNGSRECHNUNG 416 1. DER STARK-EFFEKT BEIM
WASSERSTOFFATOM 416 A) DAS KEPLERPROBLEM IN PARABOLISCHEN KOORDINATEN
418 B) DIE STOERUNGSRECHNUNG BEIM STARK-EFFEKT 422 C) AUFSPALTUNG UND
POLARISATION DER LINIEN BEIM STARK-EFFEKT 427 2. DAS HELIUMATOM UND DIE
HELIUMAEHNLICHEN ATOME IM GRUND- ZUSTAND 432 3. ATOME MIT EINER MEHRZAHL
GLEICHARTIGER TEILCHEN. AUSTAUSCH- ENTARTUNG 438 4. DIE BEIDEN
HELIUMSPEKTREN: ORTHO- UND PARHELIUM 444 5. DAS WASSERSTOFFMOLEKUEL UND
DIE HOMOEOPOLARE BINDUNG 450 6. ORTHO- UND PARAWASSERSTOFF 458 7. STOERUNG
EINES MOLEKUELS DURCH EINE LICHTWELLE (SMEKAL-RAMAN- EFFEKT) 464 V.
RELATIVISTISCHE VERALLGEMEINERUNG DER WELLENMECHANIK (DIRACSCHE THEORIE)
468 A. DIE RELATIVISTISCHE ERWEITERUNG VON E. SCHROEDINGER 468 1.
AMPLITUDENGLEICHUNG UND ZEITGLEICHUNG 468 2. ANWENDUNG DER
RELATIVISTISCHEN ZEITGLEICHUNG VON SCHROEDINGER AUF DIE YUKAWA-TEILCHEN
471 B. DIRACSCHE THEORIE 473 1. DIE DIRACSCHEN GLEICHUNGEN IM FELDFREIEN
FALLE (E PO T = 0) .. 473 2. EINIGES UEBER MATRIZEN UND VEKTOREN 475 3.
ANWENDUNG AUF DIE DIRACSCHEN GLEICHUNGEN (23) 482 4. ALLGEMEINE FASSUNG
DER DIRACSCHEN GLEICHUNGEN 488 5. DIE AUS DEN DIRACSCHEN GLEICHUNGEN
HERVORGEHENDE ZEIT- GLEICHUNG ZWEITER ORDNUNG (ITERIERTE
DIRAC-GLEICHUNG). . 491 6. DIE RELATIVISTISCHE AMPLITUDENGLEICHUNG
ZWEITER ORDNUNG NACH DIRAC (ITERIERTE DIRACSCHE AMPLITUDENGLEICHUNG) 499
F TJ * /5 * XIV INHALTSVERZEICHNIS. SEITE 7. ELEKTROMAGNETISCHE
ZUSATZENERGIEN UND SPINOPERATOR 501 8. WAHRSCHEINLICHKEITSDICHTE UND
STROMDICHTE 504 9. DAS MAGNETISCHE MOMENT DES ELEKTRONS 507 10. DIE
FEINSTRUKTUR DES WASSERSTOFFSPEKTRUMS 514 11. DER ANOMALE ZEEMAN-EFFEKT
DER DUBLETTTERME 533 12. DIE ELEKTRONEN NEGATIVER ENERGIE (MASSE) UND
DIE DIRACSCHEN *LOECHER 546 VI. QUANTENSTATISTIK 548 A. ALLGEMEINE
GRUNDLAGEN 548 1. DIE KLASSISCHE STATISTIK VON MAXWELL UND BOLTZMANN 548
2. DIE FERMI-DIRACSCHE STATISTIK 551 3. DIE BOSE-EINSTEINSCHE STATISTIK
554 B. ANWENDUNGEN DER QUANTENSTATISTIK 557 1. QUANTENSTATISTIK DER
MATERIELLEN GASE 557 2. BOESE-STATISTIK UND PLANCKSCHE ENERGIEVERTEILUNG
563 3. FERMI-DIRACSCHE STATISTIK DER METALLELEKTRONEN 568 4. DER
PARAMAGNETISMUS DES ELEKTRONENGASES 572 5. DIE ELEKTRONENEMISSION EINES
GLUEHENDEN METALLS (RICHARDSON- EFFEKT) 575 6. DAS STATISTISCHE ATOMODELL
VON THOMAS UND FERMI 579 7. HARTREES WELLENMECHANISCHES
XAEHERUNGSVERFAHREN DES *SELF- CONSISTENT FIELD 588 8. DAS
THOMAS-FERMISCHE ATOMMODELL UND DIE DURCH DIE AZI- MUTALE QUANTENZAHL
GEKENNZEICHNETEN ELEKTRONENGRUPPEN IM PERIODISCHEN SYSTEM DER ELEMENTE
593 SCHRIFTTUM FUER ERGAENZENDES UND GRUENDLICHERES STUDIUM 598
NAMENVERZEICHNIS 603 SACHVERZEICHNIS 611 NACHTRAEGLICHE ERGAENZUNGEN 629
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