wasserstoffspektrum universität koblenz fachbereich: mathematik /naturwissenschaften institut für...
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WasserstoffspektrumWasserstoffspektrum
Universität KoblenzUniversität KoblenzFachbereich: Mathematik /NaturwissenschaftenFachbereich: Mathematik /Naturwissenschaften
Institut für Integrierte NaturwissenschaftenInstitut für Integrierte NaturwissenschaftenAbteilung PhysikAbteilung Physik
Robert LinkRobert Link
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.)1.) BalmerserieBalmerserie
2.)2.) Bohr‘sches Atommodell-Deutung der BalmerserieBohr‘sches Atommodell-Deutung der Balmerserie
3.)3.) Versuch zum WasserstoffspektrumVersuch zum Wasserstoffspektrum
4.)4.) AusblickAusblick
BalmerserieBalmerserie Serien sind Zusammenfassungen von Spektrallinien die bei Übergängen Serien sind Zusammenfassungen von Spektrallinien die bei Übergängen
auf das gleiche Grundniveau entstehenauf das gleiche Grundniveau entstehen 1859 Entdeckung der diskontinuierlichen Absorbtions- und 1859 Entdeckung der diskontinuierlichen Absorbtions- und
Emissionsspektren durch G.Kirchhoff und R.BunsenEmissionsspektren durch G.Kirchhoff und R.Bunsen 1885 gelang es J.Balmer die Wasserstofflinien auf empirischem Weg durch 1885 gelang es J.Balmer die Wasserstofflinien auf empirischem Weg durch
einfache Formel zu beschreibeneinfache Formel zu beschreiben
Die mit dieser Formel errechneten Frequenzen liegen alle im sichtbaren Die mit dieser Formel errechneten Frequenzen liegen alle im sichtbaren Bereich: zwischen ~400nm & ~800nmBereich: zwischen ~400nm & ~800nm
1890 Verallgemeinerung der Balmerformel1890 Verallgemeinerung der Balmerformel
1908 zeigte W.Ritz das die Rydberg-Formel auch für andere Atome gilt.1908 zeigte W.Ritz das die Rydberg-Formel auch für andere Atome gilt.
,...2,1,...;2,1;1122
mmnm
nmR
Sonnenspektrum und WasserstoffspektrumSonnenspektrum und Wasserstoffspektrum
Bohrsches AtommodellBohrsches Atommodell 1913 von N.Bohr entwickelt1913 von N.Bohr entwickelt überholt, wird dennoch zur Erklärung der überholt, wird dennoch zur Erklärung der
Vorgänge im Atom genutztVorgänge im Atom genutzt positiver Kern wird von negativen positiver Kern wird von negativen
Elektronen „umkreist“Elektronen „umkreist“ Postulate Bohrs:Postulate Bohrs:
• QuantenbedingungQuantenbedingung• FrequenzbedingungFrequenzbedingung• „„Auswahlbedingung“Auswahlbedingung“
erste Veranschaulichung der Balmerserieerste Veranschaulichung der Balmerserie
Versuch zum WasserstoffspektrumVersuch zum WasserstoffspektrumAufbau:
Durchführung und AuswertungDurchführung und Auswertung durch einen Funkeninduktor wird eine durch einen Funkeninduktor wird eine
Wasserstofflampe zum leuchten gebrachtWasserstofflampe zum leuchten gebracht diese Lampe wird durch ein Gitter diese Lampe wird durch ein Gitter
beobachtet (ca. 600Linien/cm)beobachtet (ca. 600Linien/cm) der Abstand a der entstehenden der Abstand a der entstehenden
Spektrallinien zum 0-ten Maximum wird Spektrallinien zum 0-ten Maximum wird gemessengemessen
aus der Entfernung des Gitters zur aus der Entfernung des Gitters zur Lampe D und mit dem Abstand a kann Lampe D und mit dem Abstand a kann man nun man nun ββ bestimmen bestimmen
mitmit kann daraus dann die kann daraus dann die Wellenlänge berechnet werden Wellenlänge berechnet werden d
n sin
Bilder und EindrückeBilder und Eindrücke
Nur die Balmerserie?Nur die Balmerserie?
nein, es gibt neben der Balmerserie nein, es gibt neben der Balmerserie noch weitere Seriennoch weitere Serien
• Lyman-Serie (ultraviolett)Lyman-Serie (ultraviolett)• Balmer-Serie (sichtbar)Balmer-Serie (sichtbar)• Paschen-Serie (infrarot)Paschen-Serie (infrarot)• Brackett-Serie (infrarot)Brackett-Serie (infrarot)• Pfund-Serie (infrarot)Pfund-Serie (infrarot)
Energieniveaus der einzelnen SerienEnergieniveaus der einzelnen Serien
AusblickAusblick ca. 10 Jahre nach dem Bohr‘schen Atommodell ca. 10 Jahre nach dem Bohr‘schen Atommodell
wurde es durch die Quantenmechanik abgelöstwurde es durch die Quantenmechanik abgelöst Bohrs Postulate wurden erklärt und es wurde Bohrs Postulate wurden erklärt und es wurde
herrausgefunden warum sie in vielen Sachen der herrausgefunden warum sie in vielen Sachen der Realität entsprachenRealität entsprachen
1923 – deBroglie betrachtete Licht erstmals als 1923 – deBroglie betrachtete Licht erstmals als MaterialwelleMaterialwelle
1927 - Heisenberg‘sche Unschärferelation: Impuls 1927 - Heisenberg‘sche Unschärferelation: Impuls und Ort eines Teilchens sind nie gleichzeitig zu und Ort eines Teilchens sind nie gleichzeitig zu bestimmenbestimmen
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QuellenQuellen
www.wikipedia.dewww.wikipedia.de Versuch über das H-Spektrum im Versuch über das H-Spektrum im
ExpP2ExpP2 diverse Seiten im http://www (diverse Seiten im http://www (
www.google.dewww.google.de ) ) Metzler, Physikbuch der OberstufeMetzler, Physikbuch der Oberstufe