Quantenphysik / Mikroobjekte - Josef Leisen - Studienseminar für ...

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40 1. Wechselwirkungskanäle Z Fotoeffekt 4. Fragen und Übungen zur Photon-Elektron-Wechselwirkung Anzahl der Ereignisse COMPTON-Eeffekt 3. COMPTON-Experiment Fotolinie COMPTON-Verteilung Paarbildung 2. Der COMPTON-Effekt ∆λ = λ C •( 1-cosϕ) absorbierte Energie im Kristall E Ein Photon trifft auf ein Elektron der Hülle eines Atoms und wechselwirkt (=Energie-Impuls-Austausch). Die Ergebnisse dieser Wechselwirkung sind grundverschieden, je nachdem, ob sich das Elektron: (a) stark gebunden in der Innenhülle oder (b) quasifrei in der Außenhülle befindet. Das Verhältnis Photonenenergie/Bindungsenergie bestimmt, welcher Effekt eintritt. Den Impulsaustausch können Photon und Elektron beim Fotoeffekt nicht 'unter sich alleine regeln', sondern es bedarf des Atoms, das einen Teil des Impulses aufnimmt. Fotoelektronen müssen deshalt relativ fest am Atom gebunden sein (K-Schale). Bei den quasifreien Elektronen des COMPTON-Effektes kann der Impulssatz nur unter Aussendung eines neuen Photons geregelt werden. COMPTON-Formel kann hergeleitet werden. Entsprechend der experimentellen Ausrüstung kann das Experiment mit dem Transmissionsverfahren nach POHL mit dem Röntgengerät durchgeführt werden oder mit Szintillisationsdetektoren. Ggf. muss man auf das Experiment verzichten. Das Experiment hat vornehmlich Bestätigungsfunktion. Der COMPTON-Effekt hat in diesem Aufbau der <strong>Quantenphysik</strong> vornehmlich eine Bestätigungs- und Übungsfunktion. Zu Übungszwecken gibt es reichhaltiges Material. Eine Besprechung der Diagramme von Massenschwächungskoeffizienten oder der Verteilungen bieten sich an.
III. Unterrichtsmaterialien - Folien und Arbeitsblätter 1. Die Daten des Jönsson-Experiments 2. Doppelspaltexperiment mit Elektronen (Jönsson-Experiment) 3. Doppelspaltexperiment mit Licht (Taylor-Experiment) 4. Verhalten von <strong>Mikroobjekte</strong>n 5. Erkenntnistheoretische Positionen zum Doppelspaltexperiment 6. Was bedeuten die heisenbergschen Unschärfen? 7. Einstein-Text zum Fotoeffekt von 1905 8. Auftreten von Fotoeffekt, Compton-Effekt und Paarbildung 9. Fünf Experimente zum Fotoeffekt 10. Massenschwächungskoeffizient in Aluminium 11. Massenschwächungskoeffizient in Blei 12. Energieverteilung der Rückstoßelektronen 13. Spektrum der Compton-Streustrahlung 41
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Seite 6 und 7: 6 Was steckt alles im Doppelspaltex
Seite 8 und 9: 8 Hinweis: Die Originalarbeiten von
Seite 10 und 11: 10 Welliges, Körniges und Stochast
Seite 12 und 13: 12 2. Der Weg über die Unschärfe
Seite 14 und 15: Zum Weg 3 über den Potentialtopf h
Seite 16 und 17: HEISENBERG'schen Unschärferelation
Seite 18 und 19: Die fundamentalen Gleichungen, in d
Seite 20 und 21: (b) Das Dualismusproblem Mit einem
Seite 22 und 23: 2.3 Die didaktische Funktion und de
Seite 24 und 25: Das quantenmechanische Denken und S
Seite 26 und 27: 26 Welliges, Körniges und Stochast
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Seite 30 und 31: 7. Plausibilitätsbetrachtungen p
Seite 32 und 33: 32 5. Deutung der Ringe 6. Auswertu
Seite 34 und 35: Die Schülerinnen und Schüler habe
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Seite 38 und 39: 2. Photon-Elektron-Wechselwirkung 2
Seite 42 und 43: 42 U=50 kV D=2 µm a=10 µm x=30 cm
Seite 44 und 45: 44 Beobachtung: Doppelspaltexperime
Seite 46 und 47: 46 6. Den nicht-relativistischen Mi
Seite 48 und 49: 48 18 Wenn das Elektron durch das D
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