Grundlagen der Quantenmechanik und Statistik - Theoretische ...

Kapitel 1. Warum Quantentheorie?
λ ′ > λ
ν ′ < ν
λ
ν
• •
e −
Θ
Abbildung 1.3: Compton-Effekt
Bemerkung 1.1.6:
1. Klassisch kann die Winkelverteilung von ∆λ über Lichtdruck und Dopplereffekt
erklärt werden, nicht aber der Betrag der Änderung.
2. Für abnehmende Frequenz und steigendes Atomgewicht geht der Compton-Effekt
in den Photo-Effekt über.
3. Das Wort „Photon“ wurde (erst) 1926 von G. N. Lewis 27 in einem Nature-Artikel 28
eingeführt.
◭
1.2. Wellencharakter der Materie
Ebenso wie es experimentelle Befunde gab, die die Unzulänglichkeit einer reinen Wellenbeschreibung
für Licht (elektromagnetische Strahlung) aufzeigten (s. o.), gab es Hinweise
auf die begrenzte Anwendbarkeit klassischer Vorstellungen auf die Struktur von Materie.
1.2.1. Die Atommodelle von Rutherford und Bohr
Aufgrund von Streuexperimenten an Atomen entwickelte Rutherford (1911) die Vorstellung
29 , dass
(a) ein Atom (r Atom 10 −10 m) einen vergleichsweise kleinen (≤ 10 −14 m) positiv
geladenen Kern hat, der fast die gesamte Masse enthält;
(b) der Atomkern in vergleichsweise großen Abständen ( 10 −10 m) von Elektronen
„umkreist“ wird;
(c) die (Ellipsen-)Bahnen der Elektronen sich aus der Einwirkung von Coulomb- und
Zentrifugalkraft ergeben.
27 Gilbert Newton Lewis, 1875-1946, amerik. Physikochemiker
28 G. N. Lewis: The Conservation of Photons. In: Nature 118 (1926), S. 874-875, DOI: 10.1038/118874a0
29 E. Rutherford: The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom. In: Philosophical
Magazine 21 (1911), S. 669-688
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