Experimentalphysik 3 - Atome, Moleküle und Festkörper
Experimentalphysik 3 - Atome, Moleküle und Festkörper
ISBN
978-3-662-49093-8
Zusammenfassungen

Das Standard-Lehrbuch zur Experimentalphysik 3 in deutscher Sprache Experimentalphysik 3 - Atome, Moleküle und Festkörper ist der dritte Band der beliebten vierbändigen Reihe zur Experimentalphysik von Professor Demtröder. Die Lehrinhalte der Atom-, Molekül- und Festkörperphysik werden nach dem Konzept der Reihe leicht verständlich, übersichtlich und dabei möglichst quantitativ präsentiert. Durchgerechnete Beispiele im Text, Übungsaufgaben nach jedem Kapitel und ausführliche Lösungen am Ende des Buches erleichtern Studierenden, den Stoff zu bewältigen und regen zur eigenen Mitarbeit an. Abbildungen, Definitionen und wichtige Formeln sind zweifarbig gestaltet, um das Wesentliche deutlich herauszustellen. Viele Illustrationen sowie einige Farbtafeln zu ausgesuchten Themen tragen zur Motivation bei und bringen Spaß bei der Arbeit mit diesem Buch. Die fünfte Auflage wurde korrigiert, überarbeitet und präsentiert sich in einem neuen, übersichtlichen Format.

Das Standard-Lehrbuch zur Experimentalphysik 3 in deutscher Sprache Experimentalphysik 3 - Atome, Moleküle und Festkörper ist der dritte Band der beliebten vierbändigen Reihe zur Experimentalphysik von Professor Demtröder. Die Lehrinhalte der Atom-, Molekül- und Festkörperphysik werden nach dem Konzept der Reihe leicht verständlich, übersichtlich und dabei möglichst quantitativ präsentiert. Durchgerechnete Beispiele im Text, Übungsaufgaben nach jedem Kapitel und ausführliche Lösungen am Ende des Buches erleichtern Studierenden, den Stoff zu bewältigen und regen zur eigenen Mitarbeit an. Abbildungen, Definitionen und wichtige Formeln sind zweifarbig gestaltet, um das Wesentliche deutlich herauszustellen. Viele Illustrationen sowie einige Farbtafeln zu ausgesuchten Themen tragen zur Motivation bei und bringen Spaß bei der Arbeit mit diesem Buch. Die fünfte Auflage wurde korrigiert, überarbeitet und präsentiert sich in einem neuen, übersichtlichen Format.

 

Errata
Begriff Erklärung
Aufenthaltswahrscheinlichkeit

In der quantenmechanischen Beschreibung wird die Bahnkurve $\mathbf{r}(t)$ eines Teilchens durch die Wahrscheinlichkeitsverteilung $\left\vert \Psi\left(x,\,t\right) \right\vert^{2}$ ersetzt, deren räumliche Verteilung im Laufe der Zeit breiter wird (Auseinanderlaufen des Wellenpaketes). Das Absolutquadrat $\left\vert \Psi\left(x,\,t\right) \right\vert^{2}$ der Materiewellenfunktion des Wellenpaketes gibt die Wahrscheinlichkeit an, das Teilchen zur Zeit $t$ im Intervall $\mathsf{d}x$ um den Ort $x$ zu finden. Die Verbreiterung der Wellenfunktion wird umso größer, je genauer der Anfangsort $\mathbf{r}_0$ des Teilchens gemessen wurde.

Avogadro-Konstante

Die Avogadro-Konstante $N_{\mathsf{A}} = 6.022\times 10^{23}\,/\,\mathrm{mol}$ gibt die Zahl der Atome bzw. Moleküle pro Mol an.

Bändermodell

Es gibt für Elektronen im periodischen Potential quasikontinuierliche erlaubte Energiebereiche (Energiebänder), die durch verbotene Zonen voneinander getrennt sind. Die Breite $\Delta E_g$ der verbotenen Zonen (band-gap) hängt von der Periodenlänge des Kristallgitters und von den Bindungskräften ab. Elektronen in voll besetzten Bändern können nicht zur elektrischen Leitfähigkeit beitragen. Liegt die Fermigrenze in der verbotenen Zone, so ist der Festkörper ein Nichtleiter; liegt sie innerhalb eines Bandes, so ist dieses nicht voll besetzt, und der Festkörper ist ein Leiter. Manche Metalle mit gerader Elektronenzahl pro Atom haben überlappende Energiebänder. Sie können dann trotz der geraden Elektronenzahl Leiter sein, wenn die überlappenden Bänder noch freie, unbesetzte Zustände haben.

Bindungsenergie

Die Bindungsenergie eines Festkörpers hängt ab von der Anordnung der Atome im Gitter und von der Elektronenhülle der Atome. Man unterscheidet \textbf{1)} van der Waals-Bindung, \textbf{2)} metallische Bindung, \textbf{3)} Ionenbindung, \textbf{4)} kovalente Bindung, \textbf{5)} Wasserstoffbrückenbindung.

Bloch-Wellen

Im periodischen Potential können die Leitungselektronen durch Blochwellen \begin{equation} \Psi(\mathbf{r},\,\mathbf{k}) = u(\mathbf{r})\cdot\exp(i\,\mathbf{k}\cdot\mathbf{r}) \end{equation} beschrieben werden, deren Amplitude $u(\mathbf{r})$ die Periodizität des Kristallgitters hat.

Weitere Begriffe
  • Kapitel 2: Entwicklung der Atomvorstellung (5)
  • Kapitel 3: Entwicklung der Quantenphysik (7)
  • Kapitel 4: Grundlagen der Quantenphysik (8)
  • Kapitel 5: Das Wasserstoffatom (8)
  • Kapitel 6: Atome mit mehreren Elektronen (8)
  • Kapitel 7: Emission und Absorption elektromagnetischer Strahlung durch Atome (5)
  • Kapitel 8: LASER (3)
  • Kapitel 8: Moleküle (6)
  • Kapitel 10: Experimentelle Methoden der Atom- und Molekülphysik (10)
  • Kapitel 11: Die Struktur fester Körper (8)
  • Kapitel 12: Dynamik der Kristallgitter (5)
  • Kapitel 13: Elektronen im Festkörper (6)
  • Kapitel 14: Halbleiter (5)
  • Kapitel 15: Dielektrische und optische Eigenschaften von Festkörpern (4)
  • Kapitel 16: Amorphe Festkörper; Flüssigkeiten, Flüssigkristalle und Cluster (6)
  • Kapitel 17: Oberflächen (2)
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