Eine quantenmechanische Beschreibung des Wasserstoffatoms

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Mit der Unterrichtseinheit zur quantenmechanischen Beschreibung des Wasserstoffatoms findet der Zyklus zur modellhaften Erklärung der Vorgänge in einem Atom seinen Abschluss. Ausgehend vom Bohrschen Atommodell mit den ersten quantenmechanischen Ansätzen zu Beginn des 20. Jahrhunderts wird das Potentialtopfmodell zum Wegbereiter für ein Wellenmodell mit stationären stehenden Wahrscheinlichkeitswellen, mit dem die Abläufe im einfachsten Atom dem Wasserstoffatom näherungsweise und halbwegs anschaulich beschrieben und berechnet werden können. Es wird benötigt für Schülerinnen und Schüler, die Physik als Leistungsfach und gegebenenfalls als Abiturfach gewählt haben. Alle weiteren Atome mit mehr als einem Elektron sind mit den Mitteln der Schulphysik nicht zu beschreiben.

Anbieter:

Lehrer-Online | Eduversum GmbH, Taunusstr. 52, 65183 Wiesbaden

Autor:

Wolfgang Vogg

Lange Beschreibung:

Anhand der beim Potentialtopfmodell gewonnenen Erkenntnisse wird den Schülerinnen und Schüler gezeigt, dass man das in einem Potentialtopf eingesperrte Elektron gut auf die Gegebenheiten im Wasserstoffatom übertragen kann. Hinzu kommen jetzt aber die Einflüsse des positiv geladenen Protons, das sich im Kern befindet und auf das Elektron eine anziehende Kraft (Coulombkraft) ausübt. Die nun folgende Herleitung zur Bestimmung der Größe des Kernradius für das Wasserstoffatom im Grundzustand setzt gute mathematische Kenntnisse voraus und kann somit nur im Rahmen eines Leistungskurses oder dergleichen angeboten werden. Erläuternde Übungsaufgaben mit ausführlichen Lösungen ergänzen diese Unterrichtseinheit.

Bildungsebene:

Sekundarstufe II

Lizenz:

Frei nutzbares Material

Schlagwörter:

Atomphysik Physik Unterrichtsmaterial Atom

Sprache:

Deutsch

Themenbereich:

Schule mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer Mathematik Fächerübergreifende Themen Mathematik und Physik
Schule mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer Physik
Schule mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer Physik Überblick, Allgemeines
Berufliche Bildung Fächer der beruflichen Bildung Biologie, Chemie, Physik

Geeignet für:

Lehrer