Video Tipp: Die Heisenbergsche Unschärferelation
Werner Karl Heisenberg (* 5. Dezember 1901 in Würzburg; † 1. Februar 1976 in München) war ein deutscher Wissenschaftler und Nobelpreisträger, der zu den bedeutendsten Physikern des 20. Jahrhunderts zählt. Er gab 1925 die erste mathematische Formulierung der Quantenmechanikan und formulierte 1927 die nach ihm benannte Heisenbergsche Unschärferelation, die eine der fundamentalen Aussagen der Quantenmechanik trifft – nämlich, dass bestimmte Messgrößen eines Teilchens (etwa sein Ort und Impuls) nicht gleichzeitig beliebig genau bestimmt sind. Für die Begründung der Quantenmechanik wurde er 1932 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.
Seite „Werner Heisenberg“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 20. Oktober 2016, 20:22 UTC. URL:https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Werner_Heisenberg&oldid=158926333 (Abgerufen: 23. Oktober 2016, 15:40 UTC)
Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (* 12. August 1887 in Wien-Erdberg; † 4. Januar 1961 in Wien-Alsergrund) war ein österreichischer Physiker und
Schrödinger gilt als einer der Begründer der Quantenmechanik und erhielt für die Entdeckung neuer produktiver Formen der Atomtheorie 1933 den Nobelpreis für Physik.
Erwin Schrodinger (1933)
Seite „Erwin Schrödinger“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 1. August 2016, 17:14 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Erwin_Schr%C3%B6dinger&oldid=156638513
Schrödingers Katze – Tot oder lebendig? | Harald Lesch
https://www.youtube.com/watch?v=P21d40y-gPo
Schrödingers Katze
https://www.youtube.com/watch?v=wTJnRS8SZhI
Schrödingers Katze - The Big Bang Theory / Sheldon erklärt ● Gehe auf SIMPLECLUB.DE/GO
https://www.youtube.com/watch?v=ceB_nnDJPtA
Schrödingers Katze - The Big Bang Theory / Sheldon erklärt
Auf Linien und Kreisbögen kann eine Welle nur existieren, wenn ein ganzes Vielfaches an Wellenbögen Platz hat.
Schrödinger argumentierte: Ein Elektron ist kein Teilchen, sondern eine Welle. Während Teilchen auf beliebigen Flugbahnen rumsausen können, kann eine Welle das nicht. Stark vereinfacht gesagt, kann eine Welle nur auf einer Bahn existieren, die so lang ist wie ein Wellenbogen [oder ein ganzahliges Vielfaches an Wellenbögen]. Oder so lang wie zwei, drei oder vier Wellenbögen und so weiter. Dies ist der Grund, warum die Flugbahnen festgelegt sind. Schrödinger erhält 1933 den Nobelpreis für eine Formel, die alle Bahnen vorhersagt.
Das am Beginn des vorigen Jahrhunderts formulierte Bohrsche Atommodell besagt, dass die Atome aus einem Atomkern und Elektronen bestehen, die den Kern auf bestimmten Kreis- oder Ellipsenbahnen umrunden. Diese Vorstellung hält sich noch heute hartnäckig in den Köpfen vieler Leute. Doch so anschaulich es auch sein mag – es ist leider falsch. Es geht nämlich davon aus, dass sich die Elektronen auf definierten Bahnen bewegen und damit jederzeit einen gleichzeitig genau festgelegten Ort und Impuls besitzen.
Damit widerspricht das Bohrsche Modell aber der Heisenbergschen Unschärferelation, wonach diese beiden Größen in der Quantenwelt nie gleichzeitig scharf angegeben werden können. Anstelle von Bahnen lassen sich nur gewisse Aufenthaltswahrscheinlichkeiten für die Elektronen in der Umgebung des Atomkerns angeben. Diese folgen aus der Wellenfunktion, die den quantenmechanischen Zustand der Elektronen in einem Atom beschreibt.
Untersucht man in einem Atom die Orte gleicher Elektronenaufenthaltswahrscheinlichkeit, so ergeben sich kunstvolle Gebilde aus Keulen und Kugeln, sogenannte Orbitale. Für gewöhnlich werden die Raumbereiche angegeben, in denen sich das Elektron mit einer Wahrscheinlichkeit von 90 Prozent aufhält. Je nachdem, in welchem Energiezustand sich das Teilchen befindet, besiedelt es ein anderes Orbital.
Durch diese „moderne“ Vorstellung eines Atoms, bestehend aus dem Atomkern und einer „Wahrscheinlichkeitswolke“ für die Elektronen darum herum, können Wissenschaftler beispielsweise erklären, wie verschiedene Atome chemisch miteinander reagieren und warum sich Moleküle in einer bestimmten Weise zusammensetzen – wieso sich zum Beispiel Graphen, wofür es jüngst den Nobelpreis gab, bildet und warum Eiweißmoleküle zusammenhalten, die die Grundlage unseres Lebens bilden und vieles, vieles mehr.
Quelle: http://www.weltderphysik.de/gebiet/theorie/quanteneffekte/grundlagen/
Im Orbitalmodell existieren keine Kreisbahnen wie im Atommodell von Niels Bohr.
Vielmehr brachten Entwicklungen der Quantenmechanik die Erkenntnis, dass der genaue Aufenthaltsort der Elektronen aufgrund der Unschärferelation Werner Heisenbergs nicht exakt, sondern nur ihre Verteilung stochastisch (statistisch) beschrieben werden kann.
Da die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Elektronen mit dem Abstand vom Atomkern gegen null geht und sich bis ins Unendliche erstreckt, wählt man als Orbital den Aufenthaltsraum, in dem sich das betrachtete Elektron mit ca. 90 % Wahrscheinlichkeit aufhält.
Unterrichtsmitschrift von Sarah Schiemann am 26.09.2016
Simulation mit der Software "Orbital Viewer" - ein Video
Der Download des Programmes "Orbital viewer" ist im Septmeber 2016 möglich unter: