Transcript Louis_de_Broglie

Nobelpreis von Louis
de Broglie 1929
Maryam Nikbakhti, 15.11.2011
Outlook
 Einleitung
 Studien und erster Weltkrieg
 Wissenschaftliche Karriere
 Zweiter Weltkrieg und danach
 Eine kühne Doktorarbeit- Elektronen mit
Welleneigenschaften
 Materie Wellen
 Berechnung der de Broglie Wellenlänge im
nichtrelativistischen und im relativistischen Fall
Einleitung
 Louis-Victor Pierre
Raymond de Broglie, 7.
Herzog de Broglie
 15 August 1892 in Normandie, 19 März 1987
in Louveciennes
 Ein französischer Physiker
 einer der bedeutendsten Physiker des 20.
Jahrhunderts
 1929 Nobelpreis für Physik für seine
Entdeckung der Wellennatur des Elektrons
(Welle- Teilchen- Dualismus)
Studien und erster Weltkrieg
 Die Lycée Janson de Sailly Schule in Paris
 Während seines Studiums an der Pariser Sorbonne
zunächst mit der Philosophie und der Geschichte,
insbesondere mit Rechtsgeschichte und politischer
Geschichte des Mittelalters. 1910 Abschluss seines
ersten Studiums mit dem Lizenziat (damaliges
Bakkalaureat)
 Auf Anregung seines älteren Bruders Maurice, eines
promovierten Physikers, ab 1911 Studium der
Mathematik und Physik. Durch den Ersten
Weltkrieg mehrere Jahre Abbruch des Studiums
 Nachrichtenoffizier und den größten Teil seiner Dienstzeit
in der funktelegraphischen Station des Eiffelturms.Während
seines Militärdienstes mit der Elektrotechnik und
dem Nachrichtenwesen sowie mit der Ausbildung von
elektrotechnischem Personal
Wissenschaftliche Karriere
 1919 Fortsetzung der Studien und Mitarbeit im Privatlabor
seines Bruders, Arbeit über Röntgenspektroskopie und
den Photoeffekt . Ende des Jahres 1923 de Broglies erste
Abhandlungen zur Wellenmechanik.
 1924 Abschluss des Studiums mit der berühmt
gewordenen Dissertation Recherches sur la théorie des
Quanta → derWelle-Teilchen-Dualismus auf jegliche feste
Materie anwendbar. 1926 und 1927 vom Institut de
France ausgezeichnet. 1929 für die Entdeckung der
Wellennatur der Elektronen die begehrte Medaille Henri
Poincaré und der Nobelpreis für Physik.
 1929 zum Professor für Theoretische
Physik am Institut Henri Poincaré in
Paris.
 1932 an die Sorbonne, wo er bis 1962
lehrte.
 1933 de Broglie Mitglied der Académie
des sciences.
 1938 die Max-Planck-Medaille.
Zweiter Weltkrieg und danach
 Während der Kämpfe zwischen Frankreich
und Deutschland im Zweiten Weltkrieg mit der
dokumentarischen Sammlung der in
den USA veröffentlichten Arbeiten über
Nachrichtenübertragung . 1941 in diesem
Zusammenhang ein Buch über Hochfrequenztechnik
.
 1944 Mitglied der Académie française und nach
dem Zweiten Weltkrieg Berater der französischen
Atomenergiekommission.
 Tod am 19. März 1987 in Louveciennes bei Paris.
Eine kühne Doktorarbeit –
Elektronen mit
Welleneigenschaften
 1924 Abschluss des Studiums mit der berühmt
gewordenen Dissertation Recherches sur la théorie des
quanta (Untersuchungen zur Quantentheorie)
 Nach gründlicher Analyse der von Albert
Einstein gefundenen Äquivalenz von Masse und Energie,
mit der Formel E = mc2 , und der Erkenntnisse der
Atomphysik →Energie wie Masse in Form von Teilchen in
kleinen Raumbereichen lokalisiert.
 Der Quantencharakter der Materie, wie in den
Atomspektren, aber nur zu erklären, wenn jeder
Masse m nach der von Max Planck postulierten
Beziehung E = hν eine Frequenz ν = mc2 / h
 Diese das Teilchen charakterisierende Frequenz nicht
auf das Teilchenvolumen beschränkt, sondern in Form
einer das Teilchen begleitenden Welle auch in einen
großen Raumbereich präsent.
 Der Name dieser Begleitwelle Phasenwelle, weil Teilchen
und Welle über die Phase am Ort des Teilchens aneinander
gekoppelt.
 Unter dieser Bedingung sowohl Teilchen als auch Welle die
Transformationsgesetze der speziellen Relativitätstheorie.
 Der Welle-Teilchen-Dualismus, nur für Photonen bekannt, ein
Wesensmerkmal nicht nur der Photonen, sondern auch der Materie. Auch
einem klassischen Teilchen – z. B. einem Elektron –somit Welleneigenschaften
 Im Ruhesystem des Teilchens die Wellenlänge der Phasenwelle unendlich groß.
Das Teilchen in Bewegung, eine Modulation der Welle mit der Wellenlänge
 
h
P
 (Wellenlänge λ gleich dem planckschen
Wirkungsquantum h durch Impuls p = mv des Teilchens), der so
genannten De-Broglie-Wellenlänge. Diese Beziehung als De-BroglieGleichung bekannt.
 Nach de Broglie den "Materiewellen"1 die Frequenz
E

f db h
 und die Wellenlänge

db

h
P
 Langevin (einer im Prüfungsausschuss) → ein zweites
Exemplar seiner Arbeit →es an Albert Einstein, und
wiederum Max Born
 Einstein beeindruckt , später: de Broglies Doktorarbeit den
ersten schwachen Lichtstrahl auf dieses leidigste unter den
physikalischen Rätseln
 Schließliches Akzeptieren der de Broglies Dissertation vom
Prüfungsausschuss. DieVersuche von Clinton
Davisson und Lester Germer 1927 mit
der Elektronenbeugungsröhre und von George Paget
Thomson 1928 denWellencharakter der Elektronen auch
experimentell.
Materiewellen
 Auf der Grundlage seiner Erkenntnis →alle Teilchen
auch Welleneigenschaften, nach seiner Promotion an
derVerbesserung des Bohr-Sommerfeldschen
Atommodells. Zuordnung jedem Materieteilchen
eine so genannte Materiewelle , die sich auf den
Bohrschen Bahnen ausbreitet.
 Auf diesem Weg die Beziehung zwischen der
Bahnstabilität und dem Bahnumfang der
Elektronen im Bohrschen Atommodell auf:
 d. h. ein Elektron sich nur ohne Energieverlust um
den Atomkern , wenn sein Bahnumfang ein
ganzzahliges Vielfaches seiner Wellenlänge.
 1926 an die Formulierung
einer Differentialgleichung, die dasVerhalten der
Elektronen beschrieb. Diese Ansätze wichtige
Anregungen für Erwin Schrödinger, der noch im
selben Jahr seine partielle Differentialgleichung
(Schrödingergleichung). Diese das Verhalten der
Elektronen in den stationären Energiezuständen
In weiteren Arbeiten
die Quantenfeldtheorie der
Elementarteilchen und Wellengleichungen
für Teilchen mit höherem Spin.
http://www.schulphysik.de/java/physlet/
applets/debroglie.html
Danke für die
Aufmerksamkeit.