Physik compact, Basiswissen 7, Schulbuch

4 Ziele dieses Kapitels 3 Woraus besteht die Welt? 3 In diesem Kapitel wird die Entwicklung einer der zentralen Ideen derWissenschaft nachgezeichnet. Du wirst erfahren, wie sich der Atombegriff in der modernen Physik entwickelt hat. Zentrale Elemente dieses Kapitels 3 Atommodelle von Thomson, Rutherford, Bohr, de Broglie 3 Orbitalmodell von Schrödinger 3 Pauli-Prinzip 12 Das Atom x9e453 Historische Entwicklung der Atommodelle A1 Welche wesentlichen naturwissenschaftlichen Aussagen kennst du? Welchen Wissenschaften sind sie zuzuordnen? Welche der Aussagen hältst du für die wichtigste? Erarbeite gemeinsam mit deinen Mit- schülern und Mitschülerinnen eine Übersicht. A2 Wiederhole die wichtigsten Eigenschaften der Atome, die du bisher im Physik und Chemieunterricht gelernt hast. 1897 entdeckte Joseph John Thomson das Elektron. Er betrachtete das Atom als eine Kugel aus elektrisch positiver Materie, in die die negativen Elektronen ein- gebettet sind (Rosinenkuchenmodell). A3 Wiederhole den Begriff Zentripetalkraft. 12.1 1911 entdeckte Ernest Rutherford den Atomkern. Er erkannte, dass ein Atom aus einem Kern und Elektro- nen außerhalb des Kerns besteht. In einemAtom nach demModell Rutherfords bewegen sich die Elektronen auf elliptischen Bahnen um den Atomkern. Die nöti- ge Zentripetalkraft wird durch die elektrische Anzie- hung zwischen dem positiven Kern und den negati- ven Elektronen bewirkt. Rutherford konnte bereits die Abmessungen des Atomkerns angeben und wusste, dass nahezu die gesamte Masse des Atoms im Atom- kern konzentriert ist. Er konnte aber keinen Grund für die Stabilität der Atome angeben. Nach den damali- gen Kenntnissen der Elektrizitätslehre musste man nämlich erwarten, dass die Elektronen bei ihrer Bewe- gung um den Atomkern dauernd Energie abstrahlen. Modellrechnungen ergaben, dass sie innerhalb von Bruchteilen von Sekunden in den Atomkern stürzen müssten. Diese Energieabstrahlung wird aber nicht beobachtet. Abb. 4.1 links Joseph J. Thomson 1856 – 1949 Rechts: Rosinenkuchenmodell von Thomson negativ geladenes Elektron positiv geladene Materie Abb. 4.2 links Ernest Rutherford 1871 – 1937 Rechts: Atommodell von Rutherford Elektron Kern BW5/K5 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum de Verlags öbv