Physics 2000 Science Trek Quantum Atom

Kreiswellen und das Bohr-Modell

De Broglie schlug vor, dass jedes Teilchen ein Wellenlänge hat, welche gegeben ist durch die Planck'sche Konstante geteilt durch den Impuls des Teilchens. Ein Elektron mit Masse m und Geschwindigkeit v hätte so eine Wellenlänge von


Wenn jetzt die Welle in eine kreisförmige "Bahn" mit Radius r passen soll, so muss der Umfang dieses Kreises so groß sein wie ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge:


wo n eine positive ganze Zahl ist. Setzt man die Wellenlänge aus Gleichung (1) ein, so erhält man


oder


Wir wissen aber, dass für eine Kreisbahn


gilt. Wenn wir also annehmen, dass das Elektron eine Welle ist, deren Wellenlänge durch die de Broglie Formel gegeben ist, so erhalten wir automatisch Bohrs Bedingung


für den Drehimpuls des Elektrons.

Wie schon vorher bemerkt, entspricht die ganze Zahl n dem Energieniveau; in diesem Sinn würde z.B. ein Elektron im dritten Energieniveau drei Wellenlängen um seine Bahn haben, u.s.w.



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