Atomic Nuclear Physics

Experimentalphysik: Atome, Molekuele und Festkoerper by Wolfgang Demtröder

By Wolfgang Demtröder

Atome, Molek?le und Festk?rper ist der dritte Band des auf vier B?nde angelegten Lehrbuches zur Experimentalphysik von Professor Demtr?der. Die Lehrinhalte des dritten Semesters Physik werden nach dem Konzept der beiden ersten B?nde leicht verst?ndlich und dabei m?glichst quantitativ pr?sentiert. Wichtige Definitionen und Formeln sowie alle Abbildungen und Tabellen wurden zweifarbig gestaltet, um das Wesentliche deutlicher herauszustellen. Durchgerechnete Beispiele im textual content sowie ?bungsaufgaben nach den Kapiteln mit ausf?hrlichen L?sungen am Ende des Buches helfen dabei, den Stoff zu bew?ltigen, und regen zu eigener Mitarbeit an. Viele Illustrationen sowie einige Farbtafeln zu ausgesuchten Themen tragen zum Spa? an diesem Buch bei. Die dritte Auflage wurde grundlegend ?berarbeitet, aktualisiert und erweitert.

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2, Abschn. 3); aus der kurz nach der Entdeckung der Radioaktivität um 1900 beobachteten unterschiedlichen Ablenkung von α- und β-Strahlen in einem Magnetfeld (Abb. 32), die zeigten, daß α-Teilchen positiv geladene schwere Teilchen und β-Strahlen aus negativ geladenen leichten Teilchen bestehen. Diese experimentellen Ergebnisse führten in Verbindung mit der Vorstellung, daß alle Materie aus Atomen aufgebaut ist, zu folgender Hypothese: α b r6 γ β rm 0 Magnetfeld r r0 ε radioaktive Probe Abb. 31.

In Bd. 2, Abschn. 1 wurde bereits auf Grund makroskopischer Phänomene gezeigt, daß es positive und negative Ladungen gibt. Weil Atome selbst elektrisch neutral sind, müssen sie gleich viele negative wie positive Ladungen tragen. Da die Coulombkraft zwischen den Ladungen um viele Größenordnungen stärker ist als die Gravitationskraft (Bd. 2, Abschn. 1), muß der Zusammenhalt der geladenen Teilchen im Atom durch elektrische Kräfte bewirkt werden. Gravitationskräfte sind für die Stabilität der Atome völlig vernachlässigbar.

Einheitszelle eines regelmäßigen Kristalls BEISPIELE 1. Einfach kubischer Kristall aus sich berührenden starren Kugeln mit Radius r0 , die an den 8 Ecken der Einheitszelle sitzen (Abb. 30a). Die Kantenlänge der kubischen Einheitszellen ist a = 2 · r0 . Wie in Abb. 30a gezeigt, hat jede der acht Kugeln nur 1/8 ihres Volumens innerhalb der Einheitszelle. Der Raumfüllungsfaktor ist deshalb: f = 8· 1 4 πr03 π · = ≈ 0,52 . 3 8 3 (2r0 ) 6 2. Kubisch raumzentrierter Kristall. Hier sitzt eine zusätzliche Kugel im Zentrum der Einheitszelle.

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