Folie 1

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• Entwicklung der Quantenphysik
• Stand der Physik um 1900 und das
  Selbstverständnis
• der Physiker
• Was war über die Atome bekannt?? Quantenmechanik
• ist zu allererst eine Theorie für Atome,
  Moleküle

Die Entwicklung der Quantenphysik ist nur mit
diesem historischen Hintergrund zu verstehen. Es
ist für uns schwer uns klar zu machen wie
wenig von dem, was für uns selbstverständlich
ist, damals bekannt war bzw. als gesicherte
Erkenntnis galt.
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Stand der Physik um 1900

• Die Physiker waren enorm stolz auf das
  Erreichte. Viele waren überzeugt, dass die Physik
  vor ihrem Abschluss stände.
• Newtonsche Mechanik (deterministisch)
• Elektrodynamik (Maxwell 1865, Hertz el. Wellen
  1887)
• wenn wir die Anfangsbedingungen der Welt zu
  einem bestimmten Zeitpunkt
• kennen würden, dann liesse sich die Zukunft
  berechnen
• Max Planck wurde geraten nicht Physik zu
  studieren, da es dort kaum mehr interessante neue
  Aufgaben fuer junge Leute gäbe.
• Statistische Physik war von Maxwell (1860) und
  Boltzmann (68-77) ebenfalls entwickelt und hatte
  einige grosse Erfolge. Sie war aber stark
  umstritten und hatte sehr prominente Gegner (z.B.
  Ernst Mach,
• Max Planck und Schüler)
• Gründe waren
• 1. ein eher philosophischer sie führte den
  Begiff des Zufalls in die Physik ein
• 
  und der Wahrscheinlichkeitsaussagen
• 2. ein physikalischer die Mechanik ist
  symmetrisch in der Zeit, während die
  Thermodynamik eine Zeitrichtung hat (irreversible
  Prozesse). Bis ca. 1906 wurde der
  Wiederkehreinwand immer wieder vorgebracht..
• 3. An Atome konnte man glauben, es gab aber
  keinen Existenzbeweis. Es gab bei den Physikern
  daher grosse Gegnerschaft zur Atomtheorie.

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Berühmte Abendvorlesung von Lord Kelvin 1900
Weiterentwicklung der Newtonschen
Mechanik Revolution Korrektur der klassischen
Mechanik und Elektrodynamik
I ? Relativitaetstheorie II ? Quantenphysik
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Entwicklung der Atomtheorie

• es waren Chemiker, welche die Existenz von
  Atomen zuerst entwickelten und
• akzeptierten
• -John Dalton Gesetz der multiplen
  Proportionen bei chem. Reaktionen (1803)
• - bis 1900 hatte sich in der Chemie die
  Atomhypothese durchgesetzt..
• Atome in der Physik
• - kinetische Gastheorie basiert auf Atomen
  (E.Mach wer hat Atome gesehen?)
• - Entdeckung des Elektrons durch Thomson 1897?
  Rosinenkuchenmodell
• - Röntgenstrahlen Röntgen 1895
• - Radioaktivitaet Bequerel 1898
• - Einstein 1905 Theorie der Brownschen
  Molekularbewegung (erster exp.
• Nachweis der
  statistischen Natur der Wärme)
• Duchbruch
• - Rutherford 1911 Streuexperimente mit
  a-Teilchen
• ? solide Basis für die Entwicklung der
  Atom- und Kernphysik
• Max von Laue 1912 Röntgenbeugung an Kristallen
  ? Festkörperstruktur

Die Quantenphysik begann daher nicht mit der
Atomphysik Die Entwicklung der Quantenmechanik
ist aber sehr eng mit den Fortschritten im
Verständnis der Atome verknüpft ? auch dies ist
damit Thema des Seminars
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Einige Kommentare zur Entwicklung der
Quantenphysik
Die Entwicklung der Quantenphysik ist von wenigen
Persönlichkeiten stark geprägt Max Planck tief
verwurzelt in der klassischen Physik wurde er
wider Willen zum
Revolutionär. Er versuchte immer wieder die
Quantenphänomene und die
klassische Physik zu versöhnen. Er hat aber die
jungen Wilden immer
gefördert und dafür gesorgt, das auch
exotische Ideen
veröffentlicht wurden. Albert
Einstein er nahm die Plancksche
Quantenhypothese als erster ernst
und zeigte, dass sie radikale Änderungen der
klassischen Elektrodynamik
(Photonen) und der klassischen Mechanik
erzwingt Er hat später die
Quantenmechanik nie als vollständige Theorie
akzeptiert ( Gott würfelt
nicht) Bohr, Sommerfeld, Heisenberg,
Schroedinger, Dirac, Born, Pauli
Und eine grosse Zahl bedeutender
Experimentalphysiker, deren Experimente
den Fortschritt und die Richtung in der
Quantenphysik entscheidend beeinflusst haben
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Grundideen des Seminars

• Das Seminar soll die historische Entwicklung der
  Quantenphysik beleuchten und damit auch die
  Geschichte der Protagonisten und der Widerstände
  gegen neue Ideen.
• (d.h. unser heutiger Wissensstand soll, wenn
  überhaupt, nur am Ende kurz erwähnt werden sie
  sollen hier nicht Quantenmechanik lernen)
• Bitte keine langen Herleitungen von Formeln
• (die wichtigen sollten aber an der Tafel
  stehen um Aussage und Bedeutung zu diskutieren)
  
• Zu jedem Thema gehören die experimentellen
  Grundlagen bzw. Bestätigungen. Diese stammen
  teilweise erst aus den
• letzten 20 Jahren sollte ca. 30 eines
  Vortrages ausmachen
• Es ist sehr empfehlenswert und erwünscht, dass
  sie neben zusammenfassenden Artikeln auch die
  Originalarbeiten lesen
• - die sind teilweise sehr interessant,
  lassen sie sich das nicht
• entgehen
• Ein Vortrag soll auf maximal eine Stunde geplant
  sein, d.h. nicht mehr als 30 nicht zu volle
  Folien20 pt !
• Wir brauchen Zeit für Diskussionen und die
  Evaluation..

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• Sonst
• Probevortrag unbedingt erforderlich
• schriftliche Ausarbeitung
• Videoaufzeichnung zur persönlichen Verwendung
  und Nachdiskussion mit Betreuer
• Feedback durch alle Teilnehmer

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Beobachtungen notieren Abschlussrunde jeder sagt
seine Meinung zum Vortrag und gibt Verbesserungsvo
rschlaege