Der Welle-Teilchen-Dualismus | (Licht & Elektronen)
Studytiger - Physik & E-Technik
https://www.youtube.com/watch?v=Ufirf8BSrWY

Transkript (automatisch erstellt)

0:01 in diesem Video gehst den welleteilchendualismus und den welleteilchendualismus haben wir in der Physik jetzt sowohl beim Licht als auch
0:08 bei Elektronen heißt einmal das Licht hat jetzt in manchen Bereichen der Physik jetzt Eigenschaften einer Welle aber auch Eigenschaft von Teilchen und
0:19 auch das gleich bei Elektronen Elektronen kennt man zwar erstmal von der Vorstellung erstmal als Teilchen aber teilweise hat Elektron auch
0:28 Eigenschaften als Welle jetzt besprechen wir erstmal den welleteilendulismus von Licht und jetzt erstmal zu Beispielen von Licht als
0:36 teilenvorstellung das wä jetzt der typische Lichtstrahl und zwar wenn wir jetzt jetzt mal Lichtstrahl im Raum uns angucken dann können wir uns vorstellen
0:46 dass eben hier dieser Lichtstrahl aus einzelnen Lichtteilchen besteht und auch das Thema Reflexion von Licht und zwar wenn wir jetzt hier mal eine Grenzfläche
0:55 haben dann hätten wir z.B hier Reflektion mit Einfallswinkel Ausfallswinkel auch Lichtbrechung all das könnte man jetzt mit dem
1:04 lichtstrahlmell auch noch erklären jetzt zu wenforstellung und hier ist ein sehr gutes Experiment das doppelsp Experiment denn da scheitert jetzt hier diese
1:13 Vorstellung als Teilchen und zwar das doppelpperiment jetzt kann ich mal kurz hinzeichnen wir haben dann hier einmal eine Lichtquelle und dann hier ein
1:24 Doppelspalt hier mit zwei Spaltöffnung und dahinter ein Schirm und das interessant Spalt ihr seht jetzt auch rechts dort haben wir jetzt ein
1:33 Interferenzmuster im erhalten und zwar dann hier immer abwechselnd haben dann helle Stellen im blau dargestellt und dazwischen dunkle Stellen und das ist
1:43 dann hier immer Maxima und Minima und das können wir uns jetzt nur mit dem wellemodell vorstellen denn Licht als Teilchen Vorstellung W bedeuten wir
1:51 müssen uns vorstellen hier die Teilchen gehen jetzt nur durch die Öffnung und dann würden wir hier nur so zwei Lichtpunkte erhalten aber wir sehen wir
1:59 haben jetzt so ein Interferenzmuster und das kann man sich nur vorstellen indem wir uns jetzt hier vorstellen dass Licht jetzt Eigenschaften als Welle hat und
2:08 das heißt dass wir dann hier an den Stellen der Maxima jetzt konstruktive Interferenz vollen Wellen haben vorgestellt zwei Sinuswellen dann hier
2:16 Prinzip konstruktive Differenz beide Wellen wenn Sie jetzt ein Gangunterschied vonander haben ein viliefach der wellinge dann haben wir
2:23 konstruk mehr dazu extra Videos und jetzt das in die wellendarstellung zweidimensional jetzt dreimens vorgestellt seht auch in deration haben
2:31 dann nach dem holischen Prinzip eben dann einzelne Wellenfronten die sich dann auf den Spalt zu bewegen und dann werden diese Wellen dann jetzt hier an
2:40 den Spaltöffnung gebrochen und dann erhalten dann am Ende hier durch Interferenz durch Überlagerung von Wellenberg eben dann hier so
2:48 Interferenzmuster da dann nur Licht als Welle vorstellbar dann ein weiteres Beispiel wo man jetzt Licht sowohl als sich als Welle als auch als Teilchen
2:59 vorstell kan ist der Fotoeffekt und zwar seht ihr mal das Prinzip wir bestrahlen jetzt eine Katode jetzt mit Licht und dann werden jetzt aus der Kartone
3:10 Elektron herausgelöst und jetzt kann man sich das einfallende Licht einmal als Teilchen vorstellen seht ihr mal dargestellt wir können uns vorstellen
3:20 dass jetzt Licht Teilen eingeschaft hat und diese einfne Lichtteilchen die Photonen dann aus der Katode dann eben hier die Elektronen herausschlagen das
3:29 heißt hierbei Vorstellung als Teilchen aber die haben gleichzeitig beim fotoffekt auch noch die Vorstellung als Welle weil jetzt der Effekt und das
3:38 sehen wir jetzt hier genau bei einer bestimmten Katode haben wir jetzt nur ein herauschand der Elektronen in abhäig der wellänge ihr seht mal jetzt hier
3:46 rotes Licht geringe bänge haben wir bei diesem bestimmten Material erstmal noch keine Elektron rauselöst werden können und auch wenn wir jetzt die Intensität
3:54 erhöhen ihr seht mal wenn wir dann höhere Intensität bedeutet dann mehr Photon mehr Lichtteilchen auch das hat kein Einfluss aber erst wenn wir jetzt
4:02 die wellänge verändern dann sehen wir Elektronen werden dann herausgelöst und das bedeutet dass jetzt wir können es an der Formel erklären hier es gilt h mal F
4:14 - va = 0 und zwar muss jetzt die Austrittsarbeit va des watteils überwunden werden weil beim Fotoeffekt können wir uns das katonmat vorstellen
4:24 dass dann intern jetzt hier ein atomk hat und dann hier auf den einzelnen Schalen jetzt hier Elektronen sich befinden und dann damit jetzt Elektronen
4:34 aus dem Material herausgelöst werden können muss jetzt eben genug Energie und zwar genau die Bindungsenergie Wunden werden hier Elektronen werden hier vom
4:42 positiven Kern angezogen und diese Bindungsenergie muss jetzt vom l überwunden werden damit jetzt hier solche Elektronen rausgeschlagen werden
4:49 können und dadurch dass wir gesehen haben dass jetzt nur von der Farbe und damit dann auch von der welllänge abhängig muss dann eben das Licht auch
4:58 eenschaffen einer Welle haben jetzt mit der Formel h mal F bzw man kann auch sagen h mal C durch Lambda - w= 0 bzw dann auch umgestellt plus V a ist= V das
5:10 heißt in Abhängigkeit von der Wellenlänge haben dann hier ein herausschlagen der Elektronen deswegen dann hier die Formel Energie des Lichts
5:19 g=ich h mal F mit Frequenz und welläe also Eigenschaft einer Welle dann jetzt zu den Elektronen und erstmal Elektronen vorgestell als Teilchen das haben wir
5:30 z.B jetzt bei der Ablenkung von Elektron im Magnetfeld ihr kennt wenn man jetzt hier Elektron hat die sich dann in ein Magnetfeld bewegen seht man erstmal
5:39 rechts darestell Beispiel hufeismnet dann gibt's ja das Thema lorenzkraft und zwar werden jetzt die Elektronen in ein BAK abgelenkt dabei gibt's die
5:48 linkhandregel jetzt hier Daumen zeigt dann hier in Bewegung der Elektronen also nach rechts dann zeigefingerzeig magnetfeldrichtung nach oben und dann
5:57 der resultiere melfinger der gibt Richtung der ausglingen Elektronen das heißt die Elektronen würden sich jetzt im Hufeisen so bewegen oder so in die
6:06 Tafel hinein bewegen und dieses Prinzip der Ablenkung von Elektron das haben wir bei vielen Experimenten Physik z.B beim Windchen geschwindigkeitsfilter genau
6:15 das Prinzip ackung der Elektronen anderes beispi haleffekt oder fadenstrahlrohr auch beim fadenstrahrohr genau das Prinzip die Elektronen werden
6:24 auf eine Kreisbahn gelenkt eben durch die lorenskraft hier dann eben Elektronen Vorstellung als Teilchen aber woanders müssen wir uns Elektron jetzt
6:33 als Welle vorstellen Beispiel wenn hier einmal auch das doppelp expint jetzt n mit Elon und zwar gibt das doppelsp expent sowohl mit Licht mit klassischer
6:44 Lichtquelle aber es gibt auch das doppelsp Experiment dass wir jetzt hier einzelne Elektronen nacheinander durch den Spalt schicken und hier ist ja so
6:53 man wirürd erwarten dass die einzelnen Teilchen jetzt durch die spellöffnung gehen und wir dann am Schirm jetzt nur einz Stellen haben wo dann die
7:00 Elektronen Auftreffen aber das interessante auch hier hat man dann so ein Interferenzmuster festgestellt ihr seht in der rechten Abbildung und auch
7:09 in Animation seht noch mal nach und nach entsteht ein interfenzmuster kleines Detail dazu nur wenn man jetzt dich beobachtet also wenn man von außen genau
7:19 beobachtet durch welche Öffnung jetzt die Elektronen treffen dann koridiert das ganze Experiment dann haben wir die klassische Verteilung dann dass die
7:27 Elektronen an zwei Stellen sich versammeln aber ohnem haben wir Interferenzmuster jetzt genauere Details dazu noch im extra Video aber deswegen
7:35 hier dann auf jeden Fall nachgewiesen elektrum müssen dann dementsprechend auch Interferenz durchführen konstruktive Interferenz nur dadurch
7:43 kann man sich das interferenzmuser hier erklären deswegen auch Elektron müssen eine Eigenschaft als Welle haben anderes Beispiel W noch die Elektron
7:51 beugungssure ihr seht wir schießen jetzt Elektron auf eine graphitfolie und am Leuchtschirm dahinter erhält man jetzt so zwei dicke Leuchtstreifen und auch
8:04 das ist jetzt hier Interferenz denn wir haben jetzt hier an der grafitfolie braakreflextion seht mal kurz dargestellt die Elektronen für
8:13 brareflextion durch und braakreflexion kennt man typischerweise auch von Licht das heißt dann haben wir interferenzerscheinung wieder
8:21 konstruktive Interferenz und die durch diese konstruktiv erhalen wir eben diese zwei dicken Leuchtstreifen me da zum extektronug
8:29 aber auch da haben wir dann nachgewiesen dass die Elektronen hier bei der beugungsruhe eigenschaffen als Welle haben müssen und dann gibt's ist hier
8:38 noch das wichtige Thema die die boglilänge bei demteilismus von Elektron das kann ich jetzt mal hier noch hinschreiben und zwar hab wir jetzt
8:48 erstmal die Formel aufgestellt dass man gesagt hat M mal c² = h mal F m c² erstmal Elektron als teilchenvorstellung mit einer Masse und dann einer Licht
8:59 Geschwindigkeit einsteinische Formel m mal C ist gleich und dann hat man das verknüpft mit der Energie bei einer Welle und jetzt teichenlös mus man
9:09 verknüpft beides und jetzt hat man dann noch gesagt m mal c² umgestellt ist dann g=ich h mal C Durand die Frequenz f kann auch beschrieben werden mit C
9:18 Lichtgeschwindigkeit durchand die wellänge und dann das C kann man hier einmal rauskürzen durch C er hat man jetzt m mal c
9:26 h Dur und dann C ist ja ein Impuls C ist eine Geschwindigkeit das heißt m V m V man kennt aus Mechanik ist Impuls das heißt hier erhalten für die Formel p = h
9:38 dur Lambda und umgestellt nach Lambda erhalten wir jetzt Lambda = h dur P und das ist die sogente die broglilänge hier die bogänge H plungsquantum eine
9:50 konstante P dann hier der Impuls und wir können auch schreiben h dur m mal V und dann wenn wir z.B Elektron betrachenten hier Elektronen dann haben diese
10:00 Elektronen z.B eben auch am Beispiel elektronbeugungsrüe oder am Beispiel wie geradeprochen Elektronen am Doppelspalt kann man diesen Elektron jetzt eine
10:09 welllänge eine depokänge zuordnen nach der Formel h plankchigungsfantum durch M Masse der Elektronen mal V Geschwindigkeit Elektron das gleiche
10:20 Prinzip könnte man auch bei Proton z.B anwenden aber jetzt hier haben das Ganze für Elektron betrachtet dann hier noch ganz wichtig diese diee das jetzt hier
10:29 zum welleteilchenus von Licht jetzt in der Beschreibung findet ihr noch meine abikurse perfekt für die Abiturvorbereitung aber auch für die
10:37 Klausurvorbereitung der Oberstufe zu jedem Thema auch zu diesem Themen ganz viel Übungsaufgaben perfekt zu Klausurvorbereitung dann noch hier mal
10:44 chemik verlinkt hier noch weitere ähnliche Videos zum Thematik verlinkt und das war's dann damit diesem Video