Atomphysik

1 Die Grundlagen.- 1.1 Einleitung: Was ist Atomphysik?.- 1.2 Fundamentale Experimente.- 1.3 Die Quantelung der Energie.- 1.4 Spektroskopie, praktische Einheiten.- 1.5 Grenzen der klassischen Beschreibung, Bohrsches Modell.- 2 Teilchen und Wellen.- 2.1 Teilcheninterferenzen.- 2.2 Wellenpakete, Unschärferelation.- 2.3 Die Schrödinger-Gleichung.- 2.4 Einfachste Anwendungen: Rechteckpotential, harmonischer Oszillator.- 3 Einfache Zustände des Wasserstoffatoms.- 3.1 Die Schrödinger-Gleichung im Zentralfeld.- 3.2 Eigenzustände des Wasserstoffatoms.- 3.3 Eigenschaften des Drehimpulses.- 3.4 Diskussion der Wasserstoff-Wellenfunktionen.- 4 Magnetfeld und Spin des Elektrons.- 4.1 Magnetische Momente.- 4.2 Der Spin des Elektrons.- 4.3 Formale Beschreibung des Spins.- 4.4 Relativistische Behandlung des Elektrons.- 5 Vollständige Beschreibung des Wasserstoffspektrums.- 5.1 Spin-Bahn-Kopplung.- 5.2 Die Feinstruktur.- 5.3 Die Hyperfeinstruktur.- 5.4 Quantenelektrodynamische Effekte, Lamb-Shift.- 6 Die Emission von Lichtquanten.- 6.1 Empirisches zu den Auswahlregeln und den Eigenschaften der Quanten.- 6.2 Der Zeeman-Effekt. Weiteres zu den Lichtquanten.- 6.3 Übergangswahrscheinlichkeiten, induzierte und spontane Emission.- 6.4 Die Lebensdauer angeregter Zustände und die Breite von Spektrallinien.- 7 Identische Teilchen.- 7.1 Fermionen und Bosonen.- 7.2 Fermionensysteme, Pauli-Prinzip.- 7.3 Das Heliumatom.- 8 Atome mit mehreren Elektronen.- 8.1 Modelle mit unabhängigen Teilchen.- 8.2 Das Schalenmodell der Hülle.- 8.3 Röntgenspektren.- 8.4 Spektren komplexer Atome.- 9 Die Wechselwirkung der Elektronenhülle mit mangnetischen und elektrischen Feldern.- 9.1 Hyperfeinstruktur komplexer Atome.- 9.2 Atome im äußeren Magnetfeld.- 9.3 Die magnetische Aufspaltung derHyperfeinstruktur-Terme.- 9.4 Der Stark-Effekt.- 10 Kohärente und inkohärente Strahlungsquellen.- 10.1 Systeme mit vielen Bosonen.- 10.2 Hohlraumstrahlung.- 10.3 Maser und Laser.- 11 Ungewöhnliche Atome.- 11.1 Allgemeines.- 11.2 Positronium und Myonium.- 11.3 Myonische Atome.- 11.4 Hadronische Atome.- 12 Gebundene Atome.- 12.1 Übersicht.- 12.2 Die Ionenbindung.- 12.3 Das Wasserstoffmolekül, die kovalente Bindung.- 12.4 Molekülanregungen.- 12.5 Elektronenzustände im Festkörper.- Anhang A 1. Komplexe Zahlen; Beschreibung der ebenen Welle.- Anhang A 2. Vergleich verschiedener Darstellungsformen der quantenmechanischen Größen.- Literaturhinweise.- Spektraltafel.