Musterlösungen - Mädchengymnasium St. Agnes

Musterlösungen
Zum Bohrschen Atommodell
Das Stabilitätsproblem:
bisherige Erkenntnis Rutherfords:
- positiv geladener Atomkern
- Elektronen haben keine gro Bedeutung
−→ atomates Planetenmodell
Widerspruch:
- kreisendes Elektron ist eine Ladung in beschleunigter Bewegung und müßte daher Energie durch Abstrahlung verlieren.
- Nach den Gesetzen der klassischen Physik muss das kreisende Elektron in den Kern stürzen.
ABER: Stabilität des Atoms ,d.h. die Elektronen stürzen offensichtlich nicht in den Kern.
Aber nach dem 1. Bohrschen Postulat gilt:
−→ Elektronen befinden sich auf bestimmten Bahnen. die stationär genannt werden.
−→ von stationären Bahnen aus strahlt das Elektron keine Energie ab.
h
−→ Bedingung: me · v · r Drehimpuls muss ein ganzzahliges Vielfaches von 2π
= h̄ (Planck-Konstante)
sein.
−→ Bohrs Postulat lässt sich in der klassischen Mechanik nicht verstehen: ,,aussichtslos”.
−→ Bohr stellt Gültigkeit der klassischen Mechanik in Frage.
Quantensprünge
Frage: Wie strahlen Atome Licht aus?
−→ nach dem 2. Bohrschen Postulat gilt:
Eine Atom strahlt ein Photon ab, wenn ein Elektron von einem stationären Zustand mit der Energie
En in einen anderen stationären Zustand mit einer niedrigeren Energie Em übergeht.
Die wesentlichen Mängel des Bohrschen Atommodells
a) Die Bohrschen Postulate sind im Rahmen der klassischen Physik unverständlich und erscheinen
willkürlich.
b) Der klassische Begriff der B̈ahn setzt eine genaue Kenntnis des Ortes (also ∆x = 0) und eine genaue
Kenntnis des Impulses (also ∆p = 0) zu gleichen Zeit voraus. Dies widerspricht der Heisenberg’schen
Unschärferelation.
c) Die Bohrschen Theorie führt zu Widersprüchen, sobald man sie auf Mehrelektronensystem anwendet.
d) Die Gestalt des Wasserstoffatoms ist im Bohrschen Modell eine Scheibe, keine Kugel.
e) Das Bohrsche Modell kann keinen Aussagen über die Intensität oder die Polarisation der vom Wasserstoffatom emittierten Strahlung machen.
f) Das Bohrsche Atommodell liefert die magnetischen Eigenschaften der Atome nicht richtig.
(Lit.: Kompaktwissen, Physik Abitur, Physik3, Horst Lautenschlager, Stark Verlag.)
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