Leitprogramm farbige Stoffe

2. Eine kleine Einführung in die Quantenchemie
Ausserdem haben wir erkannt, dass ein Elektron in einem Wasserstoffatom nur ganz
bestimmte Energiezustände einnehmen kann.
Wir wollen deshalb das Elektron im Wasserstoffatom als dreidimensionale stehende Welle
(Materiewelle) betrachten. Durch Anregung gelangt das Elektron in einen höheren
Energiezustand (Schwingungszustand). Normalerweise ist die Elektronenwelle im tiefsten
Energiezustand. Durch Anregung geht sie in höhere, genau bestimmte Energiezustände über.
Beim Zurückfallen wird ein Photon aus dem sichtbaren Bereich abgegeben. Die Energie des
Photons entspricht genau dem Energieunterschied zwischen angeregtem und energieärmerem
Zustand. Ein solcher Uebergang ist dann als Linie im Spektrometer feststellbar.
Linienspektren, wie wir sie in den Versuchen 2.6 und 2.7 beobachtet haben, lassen sich
anscheinend nur mit dem Verhalten des Elektrons als Welle erklären.
Aufgabe 2.3
Beugung eines Elektronenstrahls
Das orange Licht von Strassenlaternen stammt von Natrium-
Dampflampen. Das Licht von Glühbirnen ist weiss. Es enthält alle
Farben. Erklären Sie kurz diesen Unterschied.
Ursprünglich kennen wir Elektronen als einfach negativ geladene Teilchen mit der
unvorstellbar kleinen Masse von 9,11.10-31 kg. Zur Erklärung von Linienspektren hingegen
haben wir die Wellennatur des Elektrons herangezogen. Da das Elektron im Wasserstoffatom
gebunden ist, spricht man von einer stehenden Welle. Weitere Untersuchungen wollen wir
nun an ungebundenen Elektronen, dem sogenannten Kathodenstrahl, vornehmen.
Versuch 2.8
Man lässt den Elektronenstrahl auf eine dünne Metallfolie auftreffen. Was
ist zu beobachten?
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