Das Zustandekommen von diskreten Energieniveaus (charakterisiert durch die Quantenzahl n) für ein in der Atomhülle gebundenes Elektron kann am Modell…

Betrachtet wird zunächst ein eindimensionaler unendlich hoher Potentialtopf der Breite \(l\). Für das Innere des Topfes (\(0 < x < l\)) ist…

Leuchtstoffröhren sind Niederdruck-Gasentladungslampen, häufig mit Quecksilberdampf als Füllgas. Im Betrieb emittieren die Quecksilberatome u. a.…

In dem organischen Molekül können sich 22 Elektronen praktisch frei entlang einer Kohlenwasserstoffkette bewegen, das Molekül aber nicht verlassen.…

US gov, Public domain, via Wikimedia Commons, Beschriftungen von LEIFIphysik Abb. 1 RubinlaserWährend die kontinuierlich arbeitenden…

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 EnergieniveauschemaUm bei einem mit Kohlendioxid (\(\rm{CO}_2\)) betriebenen Laser die \(\rm{CO}_2\)-Moleküle aus…

Angeregte Zustände von Argon-Ionen lassen sich zur Erzeugung von Laserlicht verwenden. Der Argon-Ionen-Laser findet Verwendung bei der Holographie, in…

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 He-Ne-LaserBei einem He-Ne-Laser werden Helium- und Neon-Atome in einem Gasentladungsrohr angeregt. Dieses ist…

Elektronen mit der kinetischen Energie \({E_{{\rm{kin}}}} = 10{,}0\,{\rm{eV}}\) treffen auf ein Gas aus Wasserstoffatomen, die sich zum größeren Teil…

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 EmissionsspektrumÜber die Energiezustände von Elektronen innerer Schalen bei Mehrelektronenatomen geben die…

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabeBerechne den Inhalt der Fläche, die ein Eisenstück (\({\rho _{{\rm{Fe}}}} =…

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze des VersuchsBei einem Ölfleckversuch war in einem Tropfen das Ölvolumen \({{V_{{\rm{Öl}}}} = 1{,}0 \cdot…

Hinweis: Die Idee zu dieser Aufgabe entstammt einem Aufgabenvorschlag des ISB Bayern. …

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze des VersuchsAuf einer empfindlichen Waage steht ein flaches Schälchen mit einer dünnen Schicht Ölsäure…

Zur groben Abschätzung der Größenordnung von Molekülen und der AVOGADRO-Konstanten dient der "Ölfleckversuch" …

Sergio Cerrato - Italia via Pixabay Abb. 1 Muschel am StrandDer berühmte italienische Physiker Enrico FERMI stellte seinen Studenten immer…

Joachim Herz Stiftung Leonie Englert Abb. 1 Stoß einer Murmel gegen eine BowlingkugelErläutere was geschieht, wenn eine kleine Murmel…

Henry Wyndham Phillips, 1820 - 1868, Public domain, via Wikimedia Commons Abb. 1 William PROUT (1785 - 1850); von Henry Wyndham Phillips, 1820…

a) [Public domain], via Wikimedia Commons …

RUTHERFORD verwandte bei seinem Streuexperiment einen Radium-Strahler, der \(\alpha\)-Teilchen mit einer Bewegungsenergie von \(5{,}59\,\rm{MeV}\)…

a) Joachim Herz Stiftung Abb. 1…

Bei der Durchführung des sogenannten Ölfleckversuchs verwendet man ein Gemisch aus Ölsäure (C17H33COOH) und Leichtbenzin, wobei der Volumenanteil der…

Die charakteristische rote Farbe von Tomaten beruht hauptsächlich auf der Eigenschaft des Moleküls Lycopen, Licht bestimmter Wellenlängen zu…

Im Jahre 2016 wurde am Forschungszentrum CERN erstmals das Spektrum eines Antimaterieatoms analysiert. Im Rahmen der Messgenauigkeit wurde am Übergang…

Auf der sehr gut verständlichen und hervorragend gestalteten Site: "Welt der Physik" der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) kannst du einen Übersichtsartikel über die Geschichte der Streuversuche nachlesen.

Ein filmischer Beitrag von "Studio 16" vom Carl-Friedrich-von-Weizsäcker-Gymnasium Barmstedt/Rantzau für den LEIFIphysik-Videowettbewerb.

Eine 9 Stunden umfassende Unterrichtseinheit zur Atomvorstellung für die Sekundarstufe I. Sie wurde am Faust-Gymnasium in Staufen entwickelt und in zehnten Klassen erprobt.

Dieses downloadbare (Windows-)Programm zeigt, wie sich ein Elektron verhält, das in einen sehr kleinen würfelförmigen Kasten eingesperrt wird.
In der Quantenphysik wird dieser Kasten als dreidimensionaler Potentialtopf interpretiert, in dem das Elektron nur ganz bestimmte Energieniveaus annehmen kann. Außerdem darf das Elektron sich nur in bestimmten Raumbereichen aufhalten. Etwas physikalischer formuliert: Die Energie des Elektrons innerhalb des Potentialtopfes ist gequantelt und sein Aufenthaltsbereich ist auf Orbitale beschränkt. Dieses Verhalten des Elektrons ergibt sich aus der Schrödinger-Gleichung. Die Simulation erlaubt die Eingabe verschiedener Quantenzahlen. Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Elektrons (Orbital) wird durch die Dichte von Punktewolken dargestellt. Der Würfel lässt sich drehen, so dass die Lage der einzelnen Orbitale gut sichtbar wird. Außerdem kann man die Energie des Elektrons bei vorgegebener Größe des Kastens ablesen.

Dieses downloadbare (Windows-)Programm löst die eindimensionale, stationäre Schrödingergleichung für den Aufenthalt eines Elektrons in einem Linearen Potentialtopf auf numerischem Weg.
Dabei lassen sich drei Szenarien einstellen:
1. Linearer Potentialtopf mit unendlich hohen Wänden
2. Linearer Potentialtopf mit einer niedrigen, aber breiten Wand
3. Linearer Potentialtopf mit einer niedrigen und schmalen Wand.
Die Höhe (Potentielle Energie) und die Breite der Wand lassen sich bei 2. und 3. variieren.
Durch Eingabe der Gesamtenergie des Elektrons lassen sich Wellenfunktionen finden, die innerhalb der Wand gegen Null konvergieren. Nur diese Wellenfunktionen sind physikalisch sinnvoll und beschreiben das Eindringen in die Wand bzw. das Durchtunneln der Wand im Sinne des quantenmechanischen Effekts richtig.

Dieses downloadbare (Windows-)Programm löst die stationäre Schrödingergleichung des radialen Anteils der Wasserstoffwellenfunktion auf numerischen Weg und stellt die Wahrscheinlichkeitsdichten, Aufenthaltswahrscheinlichkeiten und Orbitale des Elektrons grafisch dar. Der Wert für die Gesamtenergie des Elektrons kann vom Anwender mit Hilfe von Schiebereglern beliebig gewählt werden. Der Drehimpuls darf die Werte 0,1,2,3 und 4 annehmen. Dass Programm liefert dann durch Lösen der Differentialgleichung eine entsprechende Wellenfunktion. Aber nur bei wenigen, ganz speziellen Energiewerten ergeben sich Funktionen, die gegen Null konvergieren und damit physikalisch sinnvolle Lösungen der Differentialgleichung darstellen. Diese Energiewerte werden Eigenwerte der Differentialgleichung genannt und entsprechen den vom Bohrschen Atommodell bekannten Energien des Wasserstoff-Termschemas.