Dank der langj{hrigen Lehrerfahrung der Verfasser, beides Professoren an derFachhochschule Coburg, ist es in dieser knappen Einf}hrung gelungen, auf physikalisch einwandfreie und anschauliche Weise den Bogen zu schlagen von den abstrakten Grundlagen der Atomphysik zu ihren Anwendungen in heutigen technischen Entwicklungen. Studenten an Fachhoch- schulen, aber auch im nicht vertieften Physikkurs der Hochschulen erhalten einen gut verst{ndlichen Einblick in Atom- und Festk rperphysik.
Dank der langj{hrigen Lehrerfahrung der Verfasser, beides Professoren an derFachhochschule Coburg, ist es in dieser knappen Einf}hrung gelungen, auf physikalisch einwandfreie und anschauliche Weise den Bogen zu schlagen von den abstrakten Grundlagen der Atomphysik zu ihren Anwendungen in heutigen technischen Entwicklungen. Studenten an Fachhoch- schulen, aber auch im nicht vertieften Physikkurs der Hochschulen erhalten einen gut verst{ndlichen Einblick in Atom- und Festk rperphysik.
1 Der Atomismus in der Physik.- 1.1 Die atomistische Struktur der Materie.- 1.2 Die atomistische Struktur der Elektrizität.- 1.3 Die atomistische Struktur der Strahlung.- 1.3.1 Das Strahlungsgesetz von Planck.- 1.3.2 Die Photonentheorie von Einstein.- 1.3.3 Das Photon in der speziellen Relativitätstheorie.- 1.3.4 Einige Bemerkungen zum Korpuskelcharakter der Strahlung.- 2 Die Atommodelle.- 2.1 Die klassischen Atommodelle.- 2.2 Das Atommodell von Bohr für das Wasserstoffatom.- 2.2.1 Das 1. Postulat von Bohr und die Energiezustände des Wasserstoffatoms.- 2.2.2 Das 2. Postulat von Bohr und das Linienspektrum des Wasserstoffatoms.- 2.2.3 Der Franck-Hertz-Versuch.- 2.2.4 Die Anwendung der Postulate von Bohr auf Einelektronensysteme.- 2.2.5 Das Versagen des Atommodells von Bohr bei den Alkalispektren.- 2.3 Das Atommodell von Bohr-Sommerfeld.- 2.3.1 Der Drehimpuls und die Bahnimpulsquantenzahl.- 2.3.2 Die Erklärung der Alkalispektren.- 2.3.3 Drehimpulse, magnetisches Moment und Richtungsquantelung.- 2.3.4 Der Elektronenspin.- 2.4 Das wellenmechanische Atommodell.- 2.4.1 Die Hypothese von de Broglie.- 2.4.2 Die Elektronenzustände als stehende Wellen.- 2.4.3 Der Reflexionsoszillator.- 2.4.4 Reelle Lösungen der Schrödinger-Gleichung bei linearen Systemen.- 2.4.5 Komplexe Lösungen der Schrödinger-Gleichung und Operatorendarstellung bei linearen Systemen.- 2.4.6 Die Schrödinger-Gleichung für räumliche Systeme.- 2.4.7 Die Schrödinger-Gleichung für beliebige Atome.- 2.4.8 Der quantenmechanische Drehimpuls.- 2.4.9 Die Schrödinger-Gleichung und der Elektronenspin.- 2.5 Pauli-Prinzip und Periodensystem.- 2.5.1 Das Schalenmodell.- 2.5.2 Das Schalenmodell und die Röntgenstrahlung.- 2.6 Vertauschungsprinzip und die Unschärferelation.- 3 Einige Anwendungen der Atommodelle.- 3.1 Anwendungen bei Metallen.- 3.1.1 Das freie Elektronengas.- 3.1.2 Die molare Wärmekapazität eines Metalls.- 3.2 Die elektrischen Eigenschaften von Halbleitern.- 3.2.1 Die Besetzung der Energiebänder in einem Kristall.- 3.2.2 Der grundsätzliche Mechanismus der Elektrizitätsleitung.- 3.3 Die Leitfähigkeit bei Halbleitern.- 3.3.1 Die Elektronen- und Defektelektronen.- 3.3.2 Die Eigenleitung.- 3.3.3 Die Störstellenleitung.- 3.4 Die wichtigsten Halbleitereigenschaften von Germanium und Silizium.- 3.4.1 Germanium.- 3.4.2 Silizium.- 3.5 Der p n-Übergang.- 3.5.1 Das Bändermodell des p n-Überganges.- 3.5.2 Das Stromverhalten eines p n-Überganges.- 3.6 Die magnetischen Eigenschaften von Festkörpern.- 3.6.1 Grundlagen und Definitionen.- 3.6.2 Der Dia- und Paramagnetismus bei nichtkristallinen Stoffen.- 3.6.3 Die magnetischen Eigenschaften nichtferromagnetischer Metalle.- 3.6.4 Die Erscheinungen des Ferromagnetismus.- 3.7 Die physikalischen Grundlagen des Lasers.- 3.7.1 Die induzierte Absorption und Emission.- 3.7.2 Die Besetzungsinversion und das Laser-Prinzip.- 3.7.3 Der Helium-Neon-Laser als Beispiel eines Gas-Lasers.- 3.7.4 Einige Eigenschaften von Festkörper-Lasern.- 3.7.5 Einige Anwendungen von Lasern.- Bildquellenverzeichnis.- Namenverzeichnis.- Sachwortverzeichnis.
1 Der Atomismus in der Physik.- 1.1 Die atomistische Struktur der Materie.- 1.2 Die atomistische Struktur der Elektrizität.- 1.3 Die atomistische Struktur der Strahlung.- 1.3.1 Das Strahlungsgesetz von Planck.- 1.3.2 Die Photonentheorie von Einstein.- 1.3.3 Das Photon in der speziellen Relativitätstheorie.- 1.3.4 Einige Bemerkungen zum Korpuskelcharakter der Strahlung.- 2 Die Atommodelle.- 2.1 Die klassischen Atommodelle.- 2.2 Das Atommodell von Bohr für das Wasserstoffatom.- 2.2.1 Das 1. Postulat von Bohr und die Energiezustände des Wasserstoffatoms.- 2.2.2 Das 2. Postulat von Bohr und das Linienspektrum des Wasserstoffatoms.- 2.2.3 Der Franck-Hertz-Versuch.- 2.2.4 Die Anwendung der Postulate von Bohr auf Einelektronensysteme.- 2.2.5 Das Versagen des Atommodells von Bohr bei den Alkalispektren.- 2.3 Das Atommodell von Bohr-Sommerfeld.- 2.3.1 Der Drehimpuls und die Bahnimpulsquantenzahl.- 2.3.2 Die Erklärung der Alkalispektren.- 2.3.3 Drehimpulse, magnetisches Moment und Richtungsquantelung.- 2.3.4 Der Elektronenspin.- 2.4 Das wellenmechanische Atommodell.- 2.4.1 Die Hypothese von de Broglie.- 2.4.2 Die Elektronenzustände als stehende Wellen.- 2.4.3 Der Reflexionsoszillator.- 2.4.4 Reelle Lösungen der Schrödinger-Gleichung bei linearen Systemen.- 2.4.5 Komplexe Lösungen der Schrödinger-Gleichung und Operatorendarstellung bei linearen Systemen.- 2.4.6 Die Schrödinger-Gleichung für räumliche Systeme.- 2.4.7 Die Schrödinger-Gleichung für beliebige Atome.- 2.4.8 Der quantenmechanische Drehimpuls.- 2.4.9 Die Schrödinger-Gleichung und der Elektronenspin.- 2.5 Pauli-Prinzip und Periodensystem.- 2.5.1 Das Schalenmodell.- 2.5.2 Das Schalenmodell und die Röntgenstrahlung.- 2.6 Vertauschungsprinzip und die Unschärferelation.- 3 Einige Anwendungen der Atommodelle.- 3.1 Anwendungen bei Metallen.- 3.1.1 Das freie Elektronengas.- 3.1.2 Die molare Wärmekapazität eines Metalls.- 3.2 Die elektrischen Eigenschaften von Halbleitern.- 3.2.1 Die Besetzung der Energiebänder in einem Kristall.- 3.2.2 Der grundsätzliche Mechanismus der Elektrizitätsleitung.- 3.3 Die Leitfähigkeit bei Halbleitern.- 3.3.1 Die Elektronen- und Defektelektronen.- 3.3.2 Die Eigenleitung.- 3.3.3 Die Störstellenleitung.- 3.4 Die wichtigsten Halbleitereigenschaften von Germanium und Silizium.- 3.4.1 Germanium.- 3.4.2 Silizium.- 3.5 Der p n-Übergang.- 3.5.1 Das Bändermodell des p n-Überganges.- 3.5.2 Das Stromverhalten eines p n-Überganges.- 3.6 Die magnetischen Eigenschaften von Festkörpern.- 3.6.1 Grundlagen und Definitionen.- 3.6.2 Der Dia- und Paramagnetismus bei nichtkristallinen Stoffen.- 3.6.3 Die magnetischen Eigenschaften nichtferromagnetischer Metalle.- 3.6.4 Die Erscheinungen des Ferromagnetismus.- 3.7 Die physikalischen Grundlagen des Lasers.- 3.7.1 Die induzierte Absorption und Emission.- 3.7.2 Die Besetzungsinversion und das Laser-Prinzip.- 3.7.3 Der Helium-Neon-Laser als Beispiel eines Gas-Lasers.- 3.7.4 Einige Eigenschaften von Festkörper-Lasern.- 3.7.5 Einige Anwendungen von Lasern.- Bildquellenverzeichnis.- Namenverzeichnis.- Sachwortverzeichnis.
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