Versuchsbeschreibung - Halles Schülerlabor für Physik - Martin ...

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Abbildung 1: Die Potentialkurve
X gibt die Energie
des Grundzustandes
in Abhängigkeit vom
Kernabstand an, wobei
E B der Bindungsenergie
entspricht. Angeregte
Zustände werden
mit A, B, C usw.
bezeichnet. Die Schwingungsniveaus
werden
mit ν = 0, 1, 2, ... bezeichnet.
L = n · ħ (2.2)
Damit ergeben sich nach B diskrete Energiezustände,
die durch das Vielfache von h bestimmt werden:
2E n = −E i /n 2 , n = 1, 2, 3, .... E i stellt hierbei die
Ionisierungsenergie dar, ür das Wasserstoffatom beträgt
sie 13, 6eV .
Eine modernere Beschreibung des Atoms liefert die antenmechanik;
hier wird der Zustand eines Elektrons nicht
wie in der klassischen Physik durch eine Bahn beschrieben,
sondern durch eine Wellenfunktion Ψ , wobei |Ψ| 2
eine Aufenthaltswahrscheinlichkeit ür das Elektron angibt.
Die Beschreibung von Molekülzuständen ist wesentlich
komplizierter, da hier zu den elektronischen Anregungen
noch zusätzlich Schwingungs- und Rotationsenergien
auommen. Moleküle werden durch das Auftreten
verschiedener Kräe gebildet, einerseits durch die
anziehenden Bindungskräe der Elektronen, andererseits
durch die abstoßende Coulomb-Kra. Die potentielle Energie
eines zweiatomigen Moleküls in Abhängigkeit vom
Abstand der Kerne lässt sich wie in Abbildung (1) darstellen.
r 0 ist hier der Gleichgewichtsabstand der Atome, die
Bindungsenergie E B gibt die Energie an, die notwendig
ist, um die Atome zu trennen.
Elektronen können hier genauso wie bei Atomen in höhere
Bahnen angeregt werden, wodurch sich auch die