Atome — Moleküle — Kerne

1 Welle—Teilchen Dualismus.- 1.1 Der Teilchencharakter des Lichts.- 1.1.1 Der Photoeffekt.- 1.1.2 Die Wärmestrahlung schwarzer Körper.- 1.1.3 Der Compton—Effekt.- 1.1.4 Die Gravitationswirkung auf Lichtquanten.- 1.2 Der Wellencharakter von Teilchen.- 1.2.1 Die de Broglie—Wellen.- 1.2.2 Das Davisson—Germer—Experiment.- 1.2.3 Die Natur von Materiewellen.- 1.2.4 Das Doppelspaltexperiment.- 1.2.5 Die Heisenbergsche Unschärferelation.- 1.3 Zusammenfassung.- 2 Klassische Atomphysik.- 2.1 Erste Hinweise auf Atome.- 2.2 Die Rutherford—Streuung.- 2.2.1 Das Versagen des Thomson—Modells.- 2.2.2 Das Rutherford—Atommodell.- 2.3 Durchgang geladener Teilchen durch Materie.- 2.3.1 Der spezifische Energieverlust geladener Teilchen.- 2.3.2 Die Vielfachstreuung.- 2.4 Atomspektren.- 2.4.1 Das Erscheinungsbild der Spektren.- 2.4.2 Experimentelle Methoden.- 2.5 Das Bohrsche Atommodell.- 2.5.1 Das Bohrsche Atommodell des Wasserstoffatoms.- 2.5.2 Verfeinerungen des Bohrschen Atommodells.- 2.5.3 Das Korrespondenzprinzip.- 2.5.4 Kritik am Bohrschen Atommodell.- 2.6 Anregung von Atomen und Messung der Atomspektren.- 2.6.1 Methoden der Anregung.- 2.6.2 Das Experiment von Franck und Hertz.- 2.7 Zusammenfassung.- 3 Die Schrödinger—Gleichung.- 3.1 Die zeitabhängige Schrödinger—Gleichung.- 3.1.1 Die Formulierung der Schrödinger—Gleichung.- 3.1.2 Der Aharonov—Bohm—Effekt.- 3.2 Die Schrödinger—Gleichung für stationäre Probleme.- 3.3 Anwendungen.- 3.3.1 Das Teilchen im Potentialkasten.- 3.3.2 Das klassische Analogom zum Potentialkasten.- 3.3.3 Die Potentialstufe.- 3.3.4 Der Tunneleffekt.- 3.3.5 Experimentelle Beispiele zum Tunneleffekt.- 3.3.6 Der eindimensionale harmonische Oszillator.- 3.3.7 Der starre Rotator.- 3.4 * Operatoren.- 3.4.1 * Observable.- 3.4.2 * Eigenschaften der Observablen.- 3.4.3 * Erwartungswerte.- 3.5 * Die zeitunabhängige Störungsrechnung.- 3.6 Relativistische Verallgemeinerung.- 3.6.1 Die Dirac—Gleichung.- 3.6.2 Paarerzeugung und Paarvernichtung.- 3.7 Zusammenfassung.- 4 Drehimpulse der Quantenphysik.- 4.1 * Die Operatoren des Bahndrehimpulses.- 4.2 * Die Spin—Operatoren.- 4.3 * Die Drehmatrix.- 4.4 * Ein Experiment zur Spinrotation.- 4.5 * Die Addition von Drehimpulsen.- 4.5.1 * Die Clebsch—Gordan—Koeffizienten.- 4.5.2 * Die Kopplung von Bahndrehimpuls und Spin ½.- 4.5.3 * Die Kopplung von Bahndrehimpuls und Spin 1.- 4.6 * Die Erhaltung des Drehimpulses.- 4.7 * Zusammenfassung.- 5 Atome mit einem Elektron.- 5.1 Das Wasserstoffatom als Zentralfeldproblem.- 5.1.1 Die Lösung der Schrödinger—Gleichung.- 5.1.2 * Die Verwendung zweikomponentiger Wellenfunktionen.- 5.2 * Die Emission und Absorption von Strahlung.- 5.2.1 * Die spontane Emission elektrischer Dipolstrahlung.- 5.2.2 * Die induzierte Emission und Absorption elektrischer Dipolstrahlung.- 5.2.3 * Die Einstein—Koeffizienten.- 5.3 Der Einfluß elektrischer und magnetischer Felder.- 5.3.1 Der normale Zeeman—Effekt.- 5.3.2 Experimente zum Spin und magnetischen Moment des Elektrons.- 5.3.3 Die Feinstrukturaufspaltung.- 5.3.4 Der anomale Zeeman—Effekt.- 5.3.5 * Der Paschen—Back—Effekt.- 5.3.6 * Der Stark—Effekt.- 5.3.7 * Die Elektronenspinresonanz (ESR).- 5.4 Experimente von extrem großer Genauigkeit.- 5.4.1 * g — 2-Experimente.- 5.4.2 * Die Lamb—Verschiebung.- 5.4.3 Die Hyperfeinstruktur (HFS).- 5.5 Zusammenfassung.- 6 Mehrelektronenatome.- 6.1 Theoretische Grundlagen.- 6.1.1 Das Pauli—Prinzip.- 6.1.2 * Die Slater—Determinante.- 6.2 Die Schalenstruktur der Atome.- 6.3 Die Spektren der Atome.- 6.3.1 Das Spektrum des Heliumatoms.- 6.3.2 Die Spektren der Alkaliatome.- 6.3.3 Komplexere Spektren.- 6.3.4 Röntgenspektren.- 6.4 * Der Aufbau der Atome.- 6.4.1 * Das Heliumatom.- 6.4.2 * Atommodelle.- 6.4.3 * Die Spin—Bahn—Wechselwirkung von komplexen Atomen.- 6.5 * Exotische Atome.- 6.5.1 * Myonische Atome.- 6.5.2 * Das Positronium.- 6.5.3 * Das Myonium.- 6.6 * Das Spektrallinienprofil.- 6.6.1 * Die natürliche Linienbreite.- 6.6.2 * Die Verbreiterung durch äußere Einflüsse.- 6.6.3 * Die Messung von Linienbreiten.- 6.7 Laser und Maser.- 6.7.1 Grundlegende Mechanismen.- 6.7.2 Laser- und Masertypen.- 6.8 Zusammenfassung.- B Eigenschaften reeller und komplexer Matrizen.- C Eigenschaften der Drehmatrizen.- D Clebsch—Gordan—Koeffizienten.- E Die Vektorkugelfunktionen.- F Die Radialfunktionen des H—Atoms.- G Mathematische Hilfsmittel.- H Geladene Teilchen im elektromagnetischen Feld.- Literaturhinweise.- Namen- und Sachverzeichnis.