WasserstoffspektrumWasserstoffspektrum

Universität KoblenzUniversität KoblenzFachbereich: Mathematik /NaturwissenschaftenFachbereich: Mathematik /Naturwissenschaften

Institut für Integrierte NaturwissenschaftenInstitut für Integrierte NaturwissenschaftenAbteilung PhysikAbteilung Physik

Robert LinkRobert Link

Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:

1.)1.) BalmerserieBalmerserie

2.)2.) Bohr‘sches Atommodell-Deutung der BalmerserieBohr‘sches Atommodell-Deutung der Balmerserie

3.)3.) Versuch zum WasserstoffspektrumVersuch zum Wasserstoffspektrum

4.)4.) AusblickAusblick

BalmerserieBalmerserie Serien sind Zusammenfassungen von Spektrallinien die bei Übergängen Serien sind Zusammenfassungen von Spektrallinien die bei Übergängen

auf das gleiche Grundniveau entstehenauf das gleiche Grundniveau entstehen 1859 Entdeckung der diskontinuierlichen Absorbtions- und 1859 Entdeckung der diskontinuierlichen Absorbtions- und

Emissionsspektren durch G.Kirchhoff und R.BunsenEmissionsspektren durch G.Kirchhoff und R.Bunsen 1885 gelang es J.Balmer die Wasserstofflinien auf empirischem Weg durch 1885 gelang es J.Balmer die Wasserstofflinien auf empirischem Weg durch

einfache Formel zu beschreibeneinfache Formel zu beschreiben

Die mit dieser Formel errechneten Frequenzen liegen alle im sichtbaren Die mit dieser Formel errechneten Frequenzen liegen alle im sichtbaren Bereich: zwischen ~400nm & ~800nmBereich: zwischen ~400nm & ~800nm

1890 Verallgemeinerung der Balmerformel1890 Verallgemeinerung der Balmerformel

1908 zeigte W.Ritz das die Rydberg-Formel auch für andere Atome gilt.1908 zeigte W.Ritz das die Rydberg-Formel auch für andere Atome gilt.

,...2,1,...;2,1;1122

mmnm

nmR

Sonnenspektrum und WasserstoffspektrumSonnenspektrum und Wasserstoffspektrum

Bohrsches AtommodellBohrsches Atommodell 1913 von N.Bohr entwickelt1913 von N.Bohr entwickelt überholt, wird dennoch zur Erklärung der überholt, wird dennoch zur Erklärung der

Vorgänge im Atom genutztVorgänge im Atom genutzt positiver Kern wird von negativen positiver Kern wird von negativen

Elektronen „umkreist“Elektronen „umkreist“ Postulate Bohrs:Postulate Bohrs:

• QuantenbedingungQuantenbedingung• FrequenzbedingungFrequenzbedingung• „„Auswahlbedingung“Auswahlbedingung“

erste Veranschaulichung der Balmerserieerste Veranschaulichung der Balmerserie

Versuch zum WasserstoffspektrumVersuch zum WasserstoffspektrumAufbau:

Durchführung und AuswertungDurchführung und Auswertung durch einen Funkeninduktor wird eine durch einen Funkeninduktor wird eine

Wasserstofflampe zum leuchten gebrachtWasserstofflampe zum leuchten gebracht diese Lampe wird durch ein Gitter diese Lampe wird durch ein Gitter

beobachtet (ca. 600Linien/cm)beobachtet (ca. 600Linien/cm) der Abstand a der entstehenden der Abstand a der entstehenden

Spektrallinien zum 0-ten Maximum wird Spektrallinien zum 0-ten Maximum wird gemessengemessen

aus der Entfernung des Gitters zur aus der Entfernung des Gitters zur Lampe D und mit dem Abstand a kann Lampe D und mit dem Abstand a kann man nun man nun ββ bestimmen bestimmen

mitmit kann daraus dann die kann daraus dann die Wellenlänge berechnet werden Wellenlänge berechnet werden d

n sin

Bilder und EindrückeBilder und Eindrücke

Nur die Balmerserie?Nur die Balmerserie?

nein, es gibt neben der Balmerserie nein, es gibt neben der Balmerserie noch weitere Seriennoch weitere Serien

• Lyman-Serie (ultraviolett)Lyman-Serie (ultraviolett)• Balmer-Serie (sichtbar)Balmer-Serie (sichtbar)• Paschen-Serie (infrarot)Paschen-Serie (infrarot)• Brackett-Serie (infrarot)Brackett-Serie (infrarot)• Pfund-Serie (infrarot)Pfund-Serie (infrarot)

Energieniveaus der einzelnen SerienEnergieniveaus der einzelnen Serien

AusblickAusblick ca. 10 Jahre nach dem Bohr‘schen Atommodell ca. 10 Jahre nach dem Bohr‘schen Atommodell

wurde es durch die Quantenmechanik abgelöstwurde es durch die Quantenmechanik abgelöst Bohrs Postulate wurden erklärt und es wurde Bohrs Postulate wurden erklärt und es wurde

herrausgefunden warum sie in vielen Sachen der herrausgefunden warum sie in vielen Sachen der Realität entsprachenRealität entsprachen

1923 – deBroglie betrachtete Licht erstmals als 1923 – deBroglie betrachtete Licht erstmals als MaterialwelleMaterialwelle

1927 - Heisenberg‘sche Unschärferelation: Impuls 1927 - Heisenberg‘sche Unschärferelation: Impuls und Ort eines Teilchens sind nie gleichzeitig zu und Ort eines Teilchens sind nie gleichzeitig zu bestimmenbestimmen

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QuellenQuellen

www.wikipedia.dewww.wikipedia.de Versuch über das H-Spektrum im Versuch über das H-Spektrum im

ExpP2ExpP2 diverse Seiten im http://www (diverse Seiten im http://www (

www.google.dewww.google.de ) ) Metzler, Physikbuch der OberstufeMetzler, Physikbuch der Oberstufe