Availability: Atom- und Quantenphysik | Technische Universität München

Atom- und Quantenphysik: Einführung in die experimentellen und theoretischen Grundlagen ; mit 29 Tabellen, 167 Aufgaben und vollständigen Lösungen

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Main Authors:	Haken, Hermann 1927-2024 (Author), Wolf, Hans Christoph 1929-2020 (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Berlin [u.a.] Springer 1996
Edition:	6., verb. und erw. Aufl.
Series:	Springer-Lehrbuch
Subjects:	Quantenmechanik Quantentheorie Atomphysik Quantenphysik Lehrbuch
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Physical Description:	XVI, 486 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	3540612378

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adam_text	HERMANN HAKEN HANS CHRISTOPH WOLF EINFUEHRUNG IN DIE EXPERIMENTELLEN UND THEORETISCHEN GRUNDLAGEN SECHSTE, VERBESSERTE UND ERWEITERTE AU FLAGE MIT 279 ABBILDUNGEN, 29 TABELLEN, 167 AUFGABE N UND VOLLSTAENDIGEN LOESUNGEN ATOM- UND QUANTENPHYSIK 61237-8/HAKEN TITELEI 18.02.1998 11:21 UHR SEITE 3 PROFESSOR DR. DR. H. C. HER MANN HAKEN INSTITUT FUER THEORETISCHE PHYSIK, UNIVERSITAET STUTTGART D-70550 STUTTGART PROFESSOR DR. HANS CHRISTOPH WOLF PHYSIKALISCHES INSTITUT DER UNIVERSITAET STUTTGART D-70550 STUTTGART DIESES WERK IST URHEBERRECHTLICH GESCHUETZT. DIE DADURCH BEGRUENDETEN RECHTE,INSBESONDERE DIE DER UEBERSETZUNG, DES NACHDRUCKS, DES VORTR AGS, DER ENTNAHME VON ABBILDUNGE N UND TABELLEN, DER FUNKSENDUNG, DE R MIKROVERFIL- MUNG ODER DER VERV IELFAELTIGUNG AUF ANDEREN WEGEN UND DER SPEICHERUNG IN DATENVERARBEITUNGSANLAGEN, BLEIBEN, AUCH BEI NUR AUSZUGSWEISER VERWERTUNG, VORBE HALTEN. EINE VERV IELFAELTIGUNG DIESES WERKES ODER VON TEILEN DIESES WERKES IST AUCH IM EINZELFALL NUR IN DEN GRENZEN DER GESETZLICHEN BESTIMMUNGEN DES URHEBERRECHTSGESETZES DER BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND VOM 9. SEPTEMBER 1965 IN D ER JEWEILS GELTENDEN FASSUNG ZULAESSIG. S IE IST GRUNDSAETZ- LICH VERGUETUNGSPFLICHTIG. ZUW IDERHANDLUNGEN UNTERLIEGEN DEN STRAFBESTIMMUNGEN DES URHEBERRECHTSGESETZES. SPRINGER-VERLAG BERLIN HEIDELBERG 1980,1983,1987, 1990,1993,1996 PRINTED IN GERMANY DIE WIEDERGABE VON GEBRAUCHSNAMEN, HANDELSNAMEN, WARENBEZEICHNUNGEN USW.IN DIESEM WERK BERECHTIGT AUCH OHNE BESONDERE KENNZEICHNUNG NICHT ZU DER A NNAHME,DASS SOLCHE NAMEN IM SINNE DER WARENZEICHEN- UND MAR- KENSCHUTZ-GESETZGEBUNG ALS FREI ZU BETRACHTEN WAEREN UND DAHER VON JEDERMANN BENUTZT WERDEN DUERFTEN. EINBANDGESTALTUNG: METADESIGN, BERLIN SATZ: UNIVERSITAETSDRUCKEREI H. STUERTZ AG, WUERZBURG DRUCK UND EINBAND: DRUCKHAUS BELTZ, HEMSBACH/BERGSTR. SPIN:10528181 56/3144 * 5 4 3 2 1 0 * GEDRUCKT AUF SAEUREFREIEM PAPIER DIE DEUTSCHE BIBLIOTHEK * CIP-EINHEITSAUFNAHME HAKEN, HERMANN: ATOM- UND QUANTENPHYSIK : EINFUEHRUNG IN DIE EXPERIMENTELLEN UND THEORETISCHEN GRUNDLAGEN ; MIT 29 TABELLEN,167 AUFGABE N UND VOLLSTAENDIGEN LOESUNGEN / HERMANN HAKEN ; HANS CHRISTOPH WOLF. * 6., VERB. UND ERW. AUFL. - BERLIN ; HEIDELBERG ; NEW YORK ; BARCELONA ; BUDAPEST ; HONGKONG ; LONDON ; MAILAND ; PARIS ; SANTA CLARA ; SINGAPUR ; TOKIO : SPRINGER, 1996 (SPRINGER-LEHRBUCH) ENGL. AUSG. U.D.T.: HAKEN, HERMANN: THE PHYSICS OF ATOM S AND QUANTA. ISBN 3-540-61237-8 NE: WOLF, HANS C.: ISBN 3-540-61237-8 6. AUFLAGE SPRINGER-VERLAG BERLIN HEIDELBERG NEW YORK ISBN 3-540-56811-5 5. AUFLAGE SPRINGER-VERLAG BERLIN HEIDELBERG NEW YORK 61237-8/HAKEN TITELEI 18.02.1998 11:22 UHR SEITE 4 INHALTSVERZEICHNIS LISTE DER WICHTIGSTEN VERWENDETEN SYMBOLE :::::::::::::::::::::::::::::::::::::: XV 1. EINLEITUNG ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 1 1.1 KLASSISCHE PHYSIK UND QUANTENPHYSIK :::::::::::::::::::::::::::::::::::: 1 1.2 KURZER HISTORISCHER UEBERBLICK :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 1 2. MASSE UND GROESSE DES ATOMS ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 5 2.1 WAS IST EIN ATOM? :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 5 2.2 BESTIMMUNG DER MASSE :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 5 2.3 METHODEN ZUR BESTIMMUNG DER LOSCHMIDT-ZAHL ::::::::::::::::::::::::::: 7 2.3.1 ELEKTROLYSE ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 7 2.3.2 GAS- UND BOLTZMANN-KONSTANTE ::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 7 2.3.3 ROENTGENBEUGUNG AN KRISTALLEN ::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 8 2.3.4 MESSUNG MIT HILFE DES RADIOAKTIVEN ZERFALLS ::::::::::::::::::::::::: 10 2.4 BESTIMMUNG DER GROESSE DES ATOMS ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 10 2.4.1 ANWENDUNG DER KINETISCHEN GASTHEORIE ::::::::::::::::::::::::::::: 10 2.4.2 DER WIRKUNGSQUERSCHNITT :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 11 2.4.3 EXPERIMENTELLE BESTIMMUNG VON WIRKUNGSQUERSCHNITTEN ::::::::::::: 14 2.4.4 BESTIMMUNG DER GROESSE VON ATOMEN AUS DEM KOVOLUMEN :::::::::::: 15 2.4.5 GROESSE VON ATOMEN AUS MESSUNGEN DER ROENTGENBEUGUNG AN KRISTALLEN 16 2.4.6 KANN MAN EINZELNE ATOME SEHEN? :::::::::::::::::::::::::::::::::: 21 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 25 3. DIE ISOTOPIE ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 27 3.1 DAS PERIODISCHE SYSTEM DER ELEMENTE :::::::::::::::::::::::::::::::::::: 27 3.2 MASSENSPEKTROSKOPIE :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 29 3.2.1 PARABELMETHODE ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 29 3.2.2 VERBESSERTE MASSENSPEKTROMETER :::::::::::::::::::::::::::::::::::: 32 3.2.3 ERGEBNISSE DER MASSENSPEKTROSKOPIE :::::::::::::::::::::::::::::::: 34 3.2.4 MODERNE ANWENDUNGEN DER MASSENSPEKTROMETER :::::::::::::::::::: 34 3.2.5 ISOTOPENTRENNUNG :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 35 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 37 4. KERNSTRUKTUR DES ATOMS ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 39 4.1 DURCHGANG VON ELEKTRONEN DURCH MATERIE ::::::::::::::::::::::::::::::::: 39 4.2 DURCHGANG VON A -TEILCHEN DURCH MATERIE (RUTHERFORD-STREUUNG) :::::::::::: 41 4.2.1 EINIGE EIGENSCHAFTEN VON A -TEILCHEN ::::::::::::::::::::::::::::::: 41 4.2.2 STREUUNG VON A -TEILCHEN IN EINER FOLIE ::::::::::::::::::::::::::::: 42 4.2.3 ABLEITUNG DER RUTHERFORDSCHEN STREUFORMEL ::::::::::::::::::::::::: 43 4.2.4 EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 48 4.2.5 WAS HEISST KERNRADIUS? ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 49 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 50 X INHALTSVERZEICHNIS 5. DAS PHOTON :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 53 5.1 LICHT ALS WELLE ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 53 5.2 DIE TEMPERATURSTRAHLUNG :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 55 5.2.1 SPEKTRALE VERTEILUNG DER HOHLRAUMSTRAHLUNG ::::::::::::::::::::::::: 55 5.2.2 DIE PLANCKSCHE STRAHLUNGSFORMEL ::::::::::::::::::::::::::::::::::: 58 5.2.3 ABLEITUNG DER PLANCKSCHEN FORMEL NACH EINSTEIN :::::::::::::::::::: 59 5.3 PHOTOEFFEKT (LICHTELEKTRISCHER EFFEKT) ::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 62 5.4 DER COMPTONEFFEKT :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 65 5.4.1 EXPERIMENTE :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 65 5.4.2 ABLEITUNG DER COMPTONVERSCHIEBUNG :::::::::::::::::::::::::::::::: 66 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 69 6. DAS ELEKTRON :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 73 6.1 ERZEUGUNG FREIER ELEKTRONEN ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 73 6.2 GROESSE DES ELEKTRONS :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 73 6.3 DIE LADUNG DES ELEKTRONS ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 74 6.4 DIE SPEZIFISCHE LADUNG E = M DES ELEKTRONS. ::::::::::::::::::::::::::::::: 75 6.5 ELEKTRONEN UND ANDERE TEILCHEN ALS WELLEN ::::::::::::::::::::::::::::::: 78 6.6 ATOMINTERFEROMETRIE ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 82 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 83 7. EINIGE GRUNDEIGENSCHAFTEN DER MATERIEWELLEN :::::::::::::::::::::::::::::: 85 7.1 WELLENPAKETE ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 85 7.2 WAHRSCHEINLICHKEITSDEUTUNG :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 89 7.3 DIE HEISENBERGSCHE UNSCHAERFERELATION :::::::::::::::::::::::::::::::::::: 92 7.4 DIE ENERGIE-ZEIT-UNSCHAERFERELATION ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 94 7.5 EINIGE KONSEQUENZEN AUS DER UNSCHAERFERELATION FUER GEBUNDENE ZUSTAENDE :::: 94 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 97 8. DAS BOHRSCHE MODELL DES WASSERSTOFF-ATOMS ::::::::::::::::::::::::::::::: 99 8.1 SPEKTROSKOPISCHE VORBEMERKUNGEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 99 8.2 DAS OPTISCHE SPEKTRUM DES WASSERSTOFF-ATOMS ::::::::::::::::::::::::::: 101 8.3 DIE BOHRSCHEN POSTULATE ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 105 8.4 EINIGE QUANTITATIVE FOLGERUNGEN ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 108 8.5 MITBEWEGUNG DES KERNS :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 109 8.6 WASSERSTOFF-AEHNLICHE SPEKTREN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 111 8.7 MYONEN-ATOME :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 113 8.8 ANREGUNG VON QUANTENSPRUENGEN DURCH STOSS ::::::::::::::::::::::::::::: 116 8.9 SOMMERFELDS ERWEITERUNG DES BOHRSCHEN MODELLS UND EXPERIMENTELLE BEGRUENDUNG EINER ZWEITEN QUANTENZAHL ::::::::::::::: 119 8.10 AUFHEBUNG DER BAHNENTARTUNG DURCH RELATIVISTISCHE MASSENVERAENDERUNG :::: 120 8.11 GRENZEN DER BOHR-SOMMERFELD-THEORIE. BEDEUTUNG DES KORRESPONDENZPRINZIPS ::::::::::::::::::::::::::::::::::: 121 8.12 RYDBERG-ATOME ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 122 8.13 POSITRONIUM, MYONIUM, ANTIWASSERSTOFF ::::::::::::::::::::::::::::::::: 124 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 126 9. DAS MATHEMATISCHE GERUEST DER QUANTENTHEORIE ::::::::::::::::::::::::::::: 129 9.1 DAS IM KASTEN EINGESPERRTE TEILCHEN ::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 129 9.2 DIE SCHROEDINGER-GLEICHUNG :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 133 9.3 DAS BEGRIFFLICHE GERUEST DER QUANTENTHEORIE ::::::::::::::::::::::::::::::: 136 INHALTSVERZEICHNIS XI 9.3.1 MESSUNGEN, MESSWERTE UND OPERATOREN :::::::::::::::::::::::::::::: 136 9.3.2 IMPULSMESSUNG UND IMPULSWAHRSCHEINLICHKEIT ::::::::::::::::::::::: 136 9.3.3 MITTELWERTE, ERWARTUNGSWERTE :::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 137 9.3.4 OPERATOREN UND ERWARTUNGSWERTE ::::::::::::::::::::::::::::::::::: 141 9.3.5 BESTIMMUNGSGLEICHUNGEN FUER DIE WELLENFUNKTION :::::::::::::::::::: 142 9.3.6 GLEICHZEITIGE MESSBARKEIT UND VERTAUSCHUNGSRELATIONEN ::::::::::::::: 143 9.4 DER QUANTENMECHANISCHE OSZILLATOR ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 146 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 153 10.QUANTENMECHANIK DES WASSERSTOFF-ATOMS :::::::::::::::::::::::::::::::::: 157 10.1 DIE BEWEGUNG IM ZENTRALFELD :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 157 10.2 DREHIMPULS-EIGENFUNKTIONEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 159 10.3 DER RADIALTEIL DER WELLENFUNKTION BEIM ZENTRALFELD * :::::::::::::::::::::: 165 10.4 DER RADIALTEIL DER WELLENFUNKTION BEIM WASSERSTOFFPROBLEM :::::::::::::: 167 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 173 11.AUFHEBUNG DER L -ENTARTUNG IN DEN SPEKTREN DER ALKALI-ATOME :::::::::::::: 175 11.1 SCHALENSTRUKTUR :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 175 11.2 ABSCHIRMUNG :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 177 11.3 DAS TERMSCHEMA :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 178 11.4 TIEFERE SCHALEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 183 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 183 12.BAHN- UND SPIN-MAGNETISMUS. FEINSTRUKTUR :::::::::::::::::::::::::::::::: 185 12.1 EINLEITUNG UND UEBERSICHT :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 185 12.2 MAGNETISCHES MOMENT DER BAHNBEWEGUNG ::::::::::::::::::::::::::::: 186 12.3 PRAEZESSION UND ORIENTIERUNG IM MAGNETFELD :::::::::::::::::::::::::::: 188 12.4 SPIN UND MAGNETISCHES MOMENT DES ELEKTRONS :::::::::::::::::::::::::: 190 12.5 MESSUNG DES GYROMAGNETISCHEN VERHAELTNISSES NACH EINSTEIN UND DE HAAS : 192 12.6 NACHWEIS DER RICHTUNGSQUANTELUNG DURCH STERN UND GERLACH ::::::::::::: 193 12.7 FEINSTRUKTUR UND SPIN-BAHN-KOPPLUNG, UEBERSICHT ::::::::::::::::::::::: 195 12.8 BERECHNUNG DER SPIN-BAHN-AUFSPALTUNG IM BOHRSCHEN ATOMMODELL :::::: 196 12.9 NIVEAUSCHEMA DER ALKALI-ATOME ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 200 12.10 FEINSTRUKTUR BEIM WASSERSTOFF-ATOM ::::::::::::::::::::::::::::::::::: 201 12.11 DIE LAMB-VERSCHIEBUNG :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 202 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 206 13.ATOME IM MAGNETFELD, EXPERIMENTE UND DEREN HALBKLASSISCHE BESCHREIBUNG : 209 13.1 RICHTUNGSQUANTELUNG IM MAGNETFELD :::::::::::::::::::::::::::::::::::: 209 13.2 DIE ELEKTRONENSPIN-RESONANZ ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 209 13.3 ZEEMAN-EFFEKT :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 212 13.3.1 EXPERIMENTE ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 212 13.3.2 ERKLAERUNG DES ZEEMAN-EFFEKTS VOM STANDPUNKT DER KLASSISCHEN ELEKTRONENTHEORIE :::::::::::::::: 214 13.3.3 BESCHREIBUNG DES NORMALEN ZEEMAN-EFFEKTS IM VEKTORMODELL :::::: 216 13.3.4 DER ANOMALE ZEEMAN-EFFEKT ::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 218 13.3.5 MAGNETISCHES MOMENT BEI SPIN-BAHN-KOPPLUNG :::::::::::::::::: 219 13.4 DER PASCHEN-BACK-EFFEKT ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 221 13.5 DOPPELRESONANZ UND OPTISCHES PUMPEN :::::::::::::::::::::::::::::::::: 222 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 224 XII INHALTSVERZEICHNIS 14.ATOME IM MAGNETFELD, QUANTENMECHANISCHE BEHANDLUNG :::::::::::::::::::: 227 14.1 QUANTENTHEORIE DES NORMALEN ZEEMAN-EFFEKTS :::::::::::::::::::::::::::: 227 14.2 DIE QUANTENTHEORETISCHE BEHANDLUNG DES ELEKTRONEN- UND PROTONENSPINS ::: 229 14.2.1 DER SPIN ALS DREHIMPULS :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 229 14.2.2 SPINOPERATOREN, SPINMATRIZEN UND SPINWELLENFUNKTION ::::::::::::: 230 14.2.3 DIE SCHROEDINGER-GLEICHUNG DES SPINS IM MAGNETFELD :::::::::::::: 233 14.2.4 BESCHREIBUNG DER SPINPRAEZESSION MITTELS ERWARTUNGSWERTEN :::::::: 234 14.3 DIE QUANTENMECHANISCHE BEHANDLUNG DES ANOMALEN ZEEMAN-EFFEKTS MIT DER SPIN-BAHN-KOPPLUNG * :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 237 14.4 QUANTENTHEORIE DES SPINS IN EINEM KONSTANTEN UND EINEM DAZU TRANSVERSALEN ZEITABHAENGIGEN MAGNETFELD ::::::::::::::::: 241 14.5 DIE BLOCHSCHEN GLEICHUNGEN ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 245 14.6 RELATIVISTISCHE THEORIE DES ELEKTRONS. DIE DIRAC-GLEICHUNG ::::::::::::::: 249 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 254 15.ATOME IM ELEKTRISCHEN FELD :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 257 15.1 BEOBACHTUNG DES STARK-EFFEKTS :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 257 15.2 QUANTENTHEORIE DES LINEAREN UND QUADRATISCHEN STARK-EFFEKTS :::::::::::::: 259 15.2.1 DER HAMILTONOPERATOR ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 259 15.2.2 DER QUADRATISCHE STARK-EFFEKT. STOERUNGSTHEORIE OHNE ENTARTUNG * :::: 260 15.2.3 DER LINEARE STARK-EFFEKT. STOERUNGSTHEORIE MIT ENTARTUNG * ::::::::::: 263 15.3 DIE WECHSELWIRKUNG EINES ZWEI-NIVEAU-ATOMS MIT EINEM KOHAERENTEN RESONANTEN LICHTFELD :::::::::::::::::::::::::::::: 266 15.4 SPIN- UND PHOTONENECHO ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 270 15.5 EIN BLICK AUF DIE QUANTENELEKTRODYNAMIK * :::::::::::::::::::::::::::::: 273 15.5.1 DIE QUANTISIERUNG DES ELEKTROMAGNETISCHEN FELDES :::::::::::::::: 273 15.5.2 MASSENRENOMIERUNG UND LAMB-VERSCHIEBUNG ::::::::::::::::::::: 278 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 285 16.ALLGEMEINE GESETZMAESSIGKEITEN OPTISCHER UEBERGAENGE :::::::::::::::::::::::: 287 16.1 SYMMETRIEN UND AUSWAHLREGELN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 287 16.1.1 OPTISCHE MATRIXELEMENTE :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 287 16.1.2 BEISPIELE FUER DAS SYMMETRIEVERHALTEN VON WELLENFUNKTIONEN ::::::: 287 16.1.3 AUSWAHLREGELN ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 292 16.1.4 AUSWAHLREGELN UND MULTIPOLSTRAHLUNG * ::::::::::::::::::::::::::: 295 16.2 LINIENBREITE UND LINIENFORM :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 299 17.MEHRELEKTRONENATOME :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 305 17.1 DAS SPEKTRUM DES HELIUM-ATOMS ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 305 17.2 ELEKTRONENABSTOSSUNG UND PAULI-PRINZIP :::::::::::::::::::::::::::::::::: 307 17.3 ZUSAMMENSETZUNG DER DREHIMPULSE ::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 308 17.3.1 KOPPLUNGSMECHANISMUS ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 308 17.3.2 DIE LS -KOPPLUNG (RUSSEL-SAUNDERS-KOPPLUNG) ::::::::::::::::::: 308 17.3.3 DIE JJ -KOPPLUNG ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 312 17.4 MAGNETISCHES MOMENT VON MEHRELEKTRONENATOMEN ::::::::::::::::::::::: 314 17.5 MEHRFACH-ANREGUNGEN ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 315 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 315 INHALTSVERZEICHNIS XIII 18.ROENTGENSPEKTREN, INNERE SCHALEN ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 317 18.1 VORBEMERKUNGEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 317 18.2 ROENTGENSTRAHLUNG AUS AEUSSEREN SCHALEN :::::::::::::::::::::::::::::::::: 318 18.3 ROENTGEN-BREMSSPEKTRUM ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 318 18.4 LINIENSPEKTRUM IN EMISSION: CHARAKTERISTISCHE STRAHLUNG :::::::::::::::::: 320 18.5 FEINSTRUKTUR DER ROENTGENSPEKTREN ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 323 18.6 ABSORPTIONSSPEKTREN ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 324 18.7 DER AUGER-EFFEKT :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 327 18.8 PHOTOELEKTRONEN-SPEKTROSKOPIE, ESCA :::::::::::::::::::::::::::::::::: 328 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 330 19.AUFBAU DES PERIODENSYSTEMS, GRUNDZUSTAENDE DER ELEMENTE ::::::::::::::::: 333 19.1 PERIODENSYSTEM UND SCHALENSTRUKTUR ::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 333 19.2 GRUNDZUSTAENDE DER ATOME :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 340 19.3 ANREGUNGSZUSTAENDE UND MOEGLICHE ELEKTRONENKONFIGURATIONEN :::::::::::::: 343 19.4 DAS MEHRELEKTRONENPROBLEM. HARTREE-FOCK-VERFAHREN * :::::::::::::::::::: 345 19.4.1 DAS ZWEI-ELEKTRONENPROBLEM :::::::::::::::::::::::::::::::::::: 345 19.4.2 VIELE ELEKTRONEN OHNE GEGENSEITIGE WECHSELWIRKUNG :::::::::::::: 350 19.4.3 COULOMBSCHE WECHSELWIRKUNG DER ELEKTRONEN. DAS HARTREE- UND DAS HARTREE-FOCK-VERFAHREN ::::::::::::::::::::: 351 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 354 20.KERNSPIN, HYPERFEINSTRUKTUR ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 357 20.1 EINFLUESSE DES ATOMKERNS AUF DIE SPEKTREN DER ATOME ::::::::::::::::::::: 357 20.2 SPIN UND MAGNETISCHES MOMENT VON ATOMKERNEN :::::::::::::::::::::::: 358 20.3 DIE HYPERFEIN-WECHSELWIRKUNG ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 360 20.4 HYPERFEINSTRUKTUR IM GRUNDZUSTAND DES WASSERSTOFF-ATOMS, DES NATRIUM-ATOMS UND DES WASSERSTOFF-AEHNLICHEN IONS 83 BI 82 C ::::::::::: 365 20.5 HYPERFEINSTRUKTUR IM AEUSSEREN MAGNETFELD, ELEKTRONENSPIN-RESONANZ ::::::: 367 20.6 DIREKTE MESSUNG VON SPIN UND MAGNETISCHEM MOMENT VON KERNEN, KERNSPIN-RESONANZ :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 371 20.7 ANWENDUNGEN DER KERNSPIN-RESONANZ ::::::::::::::::::::::::::::::::::: 375 20.8 DAS ELEKTRISCHE KERN-QUADRUPOLMOMENT ::::::::::::::::::::::::::::::::: 379 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 381 21.DER LASER ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 383 21.1 EINIGE GRUNDBEGRIFFE DES LASERS :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 383 21.2 BILANZGLEICHUNGEN UND LASERBEDINGUNG :::::::::::::::::::::::::::::::::: 386 21.3 AMPLITUDE UND PHASE DES LASERLICHTS :::::::::::::::::::::::::::::::::::: 390 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 393 22.MODERNE METHODEN DER OPTISCHEN SPEKTROSKOPIE ::::::::::::::::::::::::::: 395 22.1 KLASSISCHE METHODEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 395 22.2 QUANTEN-SCHWEBUNGEN: QUANTUM BEATS :::::::::::::::::::::::::::::::::: 396 22.3 DOPPLER-FREIE SAETTIGUNGSSPEKTROSKOPIE ::::::::::::::::::::::::::::::::::: 398 22.4 DOPPLER-FREIE ZWEI-PHOTONEN-ABSORPTION :::::::::::::::::::::::::::::::: 400 22.5 NIVEAU-KREUZUNGSSPEKTROSKOPIE (LEVEL CROSSING) UND HANLE-EFFEKT :::::::: 402 22.6 LASERKUEHLUNG VON ATOMEN ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 404 XIV INHALTSVERZEICHNIS 23.GRUNDLAGEN DER QUANTENTHEORIE DER CHEMISCHEN BINDUNG :::::::::::::::::: 411 23.1 VORBEMERKUNGEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 411 23.2 DAS WASSERSTOFF-MOLEKUELION H C 2 :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 411 23.3 DER TUNNELEFFEKT :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 417 23.4 DAS WASSERSTOFF-MOLEKUEL H2 ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 419 23.5 KOVALENT-IONISCHE RESONANZ :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 426 23.6 DIE WASSERSTOFFBINDUNG NACH HUND-MULLIKEN-BLOCH :::::::::::::::::::::: 427 23.7 DIE HYBRIDISIERUNG :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 428 23.8 DIE * -ELEKTRONEN DES BENZOLS C6H6 :::::::::::::::::::::::::::::::::::: 431 AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 433 MATHEMATISCHER ANHANG :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 435 A. DIE DIRACSCHE DELTAFUNKTION UND DIE NORMIERUNG DER WELLENFUNKTION EINES KRAEFTEFREIEN TEILCHENS IM UNBEGRENZTEN RAUM :::::::::::::::::::::: 435 B. EINIGE EIGENSCHAFTEN DES HAMILTONOPERATORS, SEINER EIGENFUNKTIONEN UND EIGENWERTE :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 439 C. HERLEITUNG DER HEISENBERGSCHEN UNSCHAERFERELATION :::::::::::::::::::::::: 440 LOESUNGEN ZU DEN AUFGABEN :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 443 LITERATURVERZEICHNIS ZUR ERGAENZUNG UND VERTIEFUNG :::::::::::::::::::::::::::::: 471 SACHVERZEICHNIS ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 477 FUNDAMENTAL-KONSTANTEN DER ATOMPHYSIK (VORDERE EINBANDINNENSEITE) ENERGIE-UMRECHNUNGSTABELLE (HINTERE EINBANDINNENSEITE)
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