Physik der Atome, Moleküle und Kerne, Wärmestatistik:
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München [u.a.]
Oldenbourg
1999
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Abbildungsverzeichnis
XI
Tabellenverzeichnis XIX
Aus dem Vorwort zur ersten Auflage XXI
Vorwort zur fünften Auflage XXIII
A Atom-
und Molekülphysik 1
1 Eigenschaften von Quantenteilchen 3
1.1 Der Dualismus Welle - Teilchen................ 3
1.2 Die Wellenfunktion und die SchrÖdingergleichung ...... 6
1.3 Die Unschärferelation von Heisenberg............. 8
1.4 Bahndrehimpuls und Spin................... 11
1.5 Ununterscheidbarkeit...................... 17
1.6 Fermionen und Bosonen.................... 21
1.7 Austauschsymmetrie...................... 22
1.8 Das Pauli-Verbot........................ 23
2 Quantenmechanische Beschreibung des Einelektronenatoms 25
2.1 Einleitung (Bohrsches Modell)................. 25
2.2 SchrÖdingergleichung eines Elektrons im Coulomb-Feld ... 30
2.3 Die Radialfunktion Rni..................... 32
2.4 Die winkelabhängige Funktion
У;то
.............. 35
2.5 Aufenthaltswahrscheinlichkeiten ............... 35
2.6 Berücksichtigung des Elektronenspins............. 41
2.7 Mathematische Lösung der SchrÖdingergleichung....... 42
3 Übergänge zwischen Energiezuständen 53
3.1 Grundlagen........................... 53
3.2 Spontane Emission von Photonen............... 54
3.3 Das Dipolmoment ....................... 55
VI
Inhaltsverzeichnis
3.4 Auswahlregeln......................... 59
3.5 Übergangswahrscheinlichkeiten und natürliche Linenbreite . . 60
3.6 Photonenanregung....................... 65
3.7 Stimulierte Emission...................... 65
4 Spektroskopie des Wasserstoffs 67
4.1 Die Spin-Bahn-Kopplung.................... 68
4.2 Feinstruktur........................... 70
4.3 Die
Lamb-
Verschiebung.................... 72
4.4 Das magnetische Moment................... 74
4.5
Zeeman-
und Paschen-Back-Effekt............... 76
4.6 Kopplung zum Kern (Hyperfeinstruktur)............ 79
4.7 Entartung und Symmetrie ................... 83
5 Wasserstoffähnliche Systeme 87
5.1 Rydbergatome ......................... 87
5.2 Die schweren Wasserstoffisotope................ 88
5.3 Ionisierte Atome........................ 90
5.4 Myonische Atome (Kernvolumeneffekt)............ 90
5.5 Lochzustände.......................... 94
5.6 Exotische Atome........................ 94
5.7 Quarkonium........................... 101
I
6 Die Elektronenstruktur der Vielelektronenatome 103
6.1 Elektronenschalen ....................... 103
6.2 Übergangselemente....................... 108
6.3 Das Periodensystem der Elemente............... 111
6.4 Selbstkonsistente Rechenverfahren............... 112
6.5 Der Gesamtdrehimpuls..................... 118
6.6 Spektroskopische Symbole................... 121
6.7 Der Grundzustand des Vielelektronenatoms.......... 124
6.8 Das atomare magnetische Moment............... 125
7 Spektren der Vielelektronenatome 127
7.1 Einleitung............................ 127
7.2 Alkali-Atome.......................... 129
7.3 Helium............................. 132
7.4 Erdalkali-Atome........................ 134
7.5 Linienintensitäten........................ 135
7.6 Aufspaltung im angelegten Feld................ 136
7.7 Isotopieverschiebung...................... 141
7.8 Hyperfeinaufspaltung...................... 142
7.9 Hyperfeinfelder......................... 144
Inhaltsverzeichnis
VII
7.10 Zusammenfassung....................... 146
8 Resonanzspektroskopie 149
8.1 Resonanzfluoreszenz...................... 149
8.2 Mikrowellen-Resonanz und Breit-Rabi-Diagramm...... 151
8.3 Atomstrahl-Resonanz (Rabi-Verfahren)............ 154
8.4 Neutronenspin-Echo-Spektrometer............... 157
8.5 Kernmagnetische Resonanz (NMR).............. 159
9 Röntgenstrahlung 167
9.1 Die Natur der Röntgenstrahlen................. 167
9.2
Röntgenoptik
.......................... 167
9.3 Röntgenabsorption....................... 170
9.4 Nachweis von Röntgenstrahlung................ 172
9.5 Röntgenröhren......................... 173
9.6 Synchrotronstrahlung...................... 177
9.7 Synchrotronlichtquellen .................... 180
9.8 Charakteristische Röntgenstrahlung.............. 183
9.9 Die Feinstruktur der Röntgenlinien............... 187
9.10 Der Auger-Effekt........................ 188
9.11 Röntgenfluoreszenz....................... 190
9.12 Monochromatisierung von Röntgenstrahlen.......... 192
10 Moleküle 193
10.1 Das Molekülpotential...................... 194
10.2 Die ionische Bindung...................... 195
10.3 Die kovalente Bindung..................... 197
10.4 Van der Waals-Bindung..................... 202
10.5 Das LCAO-Verfahren...................... 203
10.6 Hybridisierung......................... 205
11 Spektren der Moleküle 209
11.1 Die elektronischen Zustände und ihre Anregungen...... 209
11.2 Schwingungsanregungen.................... 213
11.3 Rotationsanregungen...................... 218
11.4 Kombinierte Molekülanregungen ............... 220
11.5 Raman-Streuung........................ 225
В
Wärmestatistik 231
12 Grundlagen 233
12.1 Einleitung............................233
VIII Inhaltsverzeichnis
12.2 Thermodynamische Grundlagen................ 234
12.3 Das statistische Modell..................... 236
12.4 Mittelwerte und Wahrscheinlichkeiten............. 237
13 Phasenraum und Verteilungen 245
13.1
Mikro-
und Makrozustände................... 245
13.2 Der Phasenraum ........................ 246
13.3 Verteilungen .......................... 247
13.4 Gleichgewichts Verteilung und
В
oltzmannf
aktor
........ 251
14 Entropie und thermisches Gleichgewicht 255
14.1 Statistische Begründung der Entropie............. 255
14.2 Der Zeitpfeil .......................... 260
14.3 Spin-Entropie und adiabatische Entmagnetisierung...... 263
14.4 Die Maxwellsche Geschwindigkeitverteilung......... 266
14.5 Thermischer Ausgleich (Thermalisierung)........... 274
15 Quantenstatistik 279
15.1 Grundlagen.......■.................... 279
15.2 Verteilungsfunktionen ..................... 280
15.3
Zustandsdichte
......................... 282
15.4 Beispiele für Anwendung der Verteilungsfunktionen ..... 284
С
Grundzüge der Physik der Kerne und Teilchen 295
16 Grundlagen 297
16.1
Nukleonén
...........................297
16.2 Isotope, Radioaktivität, Kernreaktionen............298
16.3 Kernradien, Kernladungsverteilung ..............300
16.4 Spin und Parität.........................302
16.5 Kernkräfte ...........................303
17 Kernbau und Kernmodelle 305
17.1 Das Tröpfchenmodell......................305
17.2 Das Fermi-Gas-Modell.....................309
17.3 Das Schalenmodell.......................311
17.4 Kollektives Modell.......................316
17.5 Ausblick ............................322
18 Kernzerfalle und Kernstrahlung 327
18.1 Überblick............................327
18.2 Das Zerfallsgesetz .......................328
Inhaltsverzeichnis
IX
18.3 Der Alpha-Zerfall........................ 331
18.4 Der Beta-Zerfall ........................ 334
18.5 Die Paritätsverletzung ..................... 337
18.6 Gamma-Übergänge....................... 340
18.7 Innere Konversion ....................... 342
18.8 Kernresonanzfluoreszenz (Mössbauer-Effekt)......... 343
18.9 Kernspaltung.......................... 348
18.10 Kernspaltungsreaktoren..................... 352
18.11 Kernfusionsreaktoren...................... 355
19 Wechselwirkung von Strahlung mit Materie 361
19.1 Durchgang geladener Teilchen durch Materie......... 361
19.2 Wechselwirkung von Gammastrahlen mit Materie....... 363
19.3 Der Photoeffekt......................... 365
19.4 Der Comptoneffekt....................... 365
19.5 Die Paarbildung......................... 366
19.6 Wechselwirkung von Neutronen................ 367
19.7 Strahlenschutz ......................... 367
20 Kernstrahlungsdetektoren 371
20.1 Gas-Proportionalzähler..................... 373
20.2 Geiger-Müller-Zählrohr .................... 374
20.3 Halbleiterdetektoren...................... 375
20.4 Szintillationszähler....................... 376
20.5
Čerenkovzähler
......................... 379
20.6 Andere Nachweisverfahren................... 380
20.7 Spurdetektoren......................... 381
21 Teilchenbeschleuniger 385
21.1 Einleitung und Grundlagen................... 385
21.2 Ionenquellen.......................... 388
21.3 Potentialbeschleuniger..................... 388
21.4 Linear-Beschleuniger (LINAC)................. 391
21.5 Zyklotron............................ 393
21.6 Starke Fokussierung ...................... 395
21.7 Sektorzyklotron......................... 396
21.8 Synchrotron........................... 398
21.9 Speicherringe.......................... 400
21.10 Strahlkühlung.......................... 400
22 Elementarteilchen, Wechselwirkung und Erhaltungssätze 403
22.1 Einleitung............................ 403
22.2 Materieteilchen......................... 405
X
Inhaltsverzeichnis
22.3 Wechselwirkungsteilchen.................... 407
22.4 Erhaltungssätze......................... 414
22.5 Ausklang............................ 416
Vertiefende Literatur 417
Anhang 419
A
Alphabetische Liste der chemischen Elemente......... 419
В
Grundzustände und Elektronenkonfigurationen........ 422
С К-
und L-Bindungsenergien der Elemente........... 425
D
SI-Einheiten .......................... 428
E
Vorsätze............................. 429
F
Wichtige physikalische Konstanten .............. 430
G
Energieäquivalente....................... 432
Sachverzeichnis 433
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| spelling | Kalvius, Georg Michael 1933-2021 Verfasser (DE-588)1018790365 aut Physik der Atome, Moleküle und Kerne, Wärmestatistik von G. Michael Kalvius 5., vollst. überarb. Aufl. München [u.a.] Oldenbourg 1999 442 S. Ill. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Physik 4 Thermodynamik (DE-588)4059827-5 gnd rswk-swf Kernphysik (DE-588)4030340-8 gnd rswk-swf Statistische Physik (DE-588)4057000-9 gnd rswk-swf Statistische Mechanik (DE-588)4056999-8 gnd rswk-swf Atomphysik (DE-588)4003423-9 gnd rswk-swf (DE-588)4123623-3 Lehrbuch gnd-content Atomphysik (DE-588)4003423-9 s DE-604 Thermodynamik (DE-588)4059827-5 s Statistische Mechanik (DE-588)4056999-8 s Kernphysik (DE-588)4030340-8 s Statistische Physik (DE-588)4057000-9 s Physik 4 (DE-604)BV000462980 4 Digitalisierung SABAschaffenburg application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=008610894&sequence=000002&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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