• Ermittlung des MOSELEY-Gesetzes aus den charakteristischen Linien im RÖNTGEN-Spektrum

• Demonstration der quantenhaften Absorption von Photonen durch Atome am Beispiel von Natrium
• Nachweis der Übereinstimmung von Absorptions- und Emissionslinien am Beispiel von Natrium

• Vergleich der Emissionspektren verschiedener gefärbter Flammen

Mit dem hier dargestellten Versuch kann die Volumenausdehnung von Wasser bei Abkühlung von ca. \(14^\circ {\rm{C}}\) auf \(0^\circ {\rm{C}}\) untersucht und damit die Anomalie des Wassers nachgewiesen werden.

• Neon-Atome sind das laseraktive Medium
• Am Prozess sind vier Energieniveaus beteiligt - es ist ein "Vier-Niveau-System"
• Helium-Neon-Laser emittiert rotes Licht der Wellenlänge \(\lambda=633\,\rm{nm}\)

• Darstellung der quantenhaften Absorption von Photonen durch Moleküle
• Darstellung der unterschiedlichen Anregungsformen der Moleküle bis hin zur Ionisation
• Darstellung der Übereinstimmung der Energie der absorbierten und der emittierten Photonen

• Eine Lösung der zeitabhängigen Schrödigergleichung mit Schulmathematik ist kaum möglich.
• Die zeitunabhängige, eindimensionale Schrödingergleichung kann am Modell des linearen Potentialtopfs mathematisch hergeleitet werden.
• Wichtig ist dabei der Einbezug der Randbedingungen.

• Durch die Quantenbedingung von BOHR kann die Energie eines Atoms nur bestimmte Werte annehmen.
• Die Energie, um Wasserstoff aus dem Grundzustand heraus zu ionisieren beträgt \(13{,}6\,\rm{eV}\) (Ionisierungsenergie).
• Die Gesamtenergie eines Elektrons im Wasserstoffatom gilt \({E_{{\rm{ges}}{\rm{,n}}}} = - R_{\infty} \cdot h \cdot c \cdot \frac{1}{{{n^2}}}\), wobei \(R_{\infty}\) die Rydberg-Konstante ist.

• Ist \(u\) die Geschwindigkeit eines Körpers im System S und \(v\) die Geschwindigkeit des Systems S' in Bezug auf S und \(u'\) die Geschwindigkeit des Körpers im System S', dann gilt der Zusammenhang \(u = \frac{{u' + v}}{{1 + \frac{{u' \cdot v}}{{{c^2}}}}}\).

• Die Zustände der gebundenen Elektronen eines Atoms werden mit den Quantenzahlen beschrieben.
• Es gibt vier unterschiedliche Quantenzahlen: Hauptquantenzahl \(n\), Nebenquantenzahl \(l\), magnetische Quantenzahl \(m\) und Spin-Quantenzahl \(s\).
• Das PAULI-Prinzip besagt, dass in einem Atom niemals zwei Elektronen in allen vier Quantenzahlen übereinstimmen können.

Der LEIFIphysik-Fotowettbewerb ist eine gute Gelegenheit, um über Physik in der Welt um uns herum zu sprechen und diese im Rahmen eines physikalischen Spaziergangs zu entdecken. Das geht auch direkt im Physikunterricht. Auf dieser Seite findet sich ein Vorschlag zum Ablauf.

• Die Versuche sollen das Phänomen der diskreten Energieniveaus durch mechanische Analogien veranschaulichen.

• Demonstration der quantenhaften Stoßanregung am Beispiel von Neon (\(\rm{Ne}\))