Download Atome — Moleküle — Kerne: Band II Molekül- und Kernphysik by Univ.-Professor Dr. Gerd Otter, Akad. Direktor Dr. Raimund PDF

By Univ.-Professor Dr. Gerd Otter, Akad. Direktor Dr. Raimund Honecker (auth.)

Die Kapitel Molekülphysik und Kernphysik sind die naturgemäßen Anschlußgebiete an die Atomphysik, deren Grundlagen wir in Band I behandelt haben. Daß wir in der Rei­ henfolge die Molekülphysik voranstellen, hat keinen zwingenden Grund. Die getroffene Wahl möge den Lesern insofern entgegenkommen, als die Molekülphysik von der bereits aus der Atomphysik bekannten elektromagnetischen Wechselwirkung beherrscht wird, während in der Kernphysik die starke und schwache Wechselwirkung ganz andere, für den Anfänger ungewohnte Behandlungsmethoden verlangen. Mit gutem Grund haben wir der Kernphysik ein einführendes Kapitel über Teilchenphysik hinzugefügt; haben sich die Gewichte dieser beiden Gebiete in den letzten Jahrzehnten doch stetig von der Kernphysik auf die Teilchenphysik verschoben. Die Frage magazine sogar berechtigt sein, warum wir den Stoff der Kernphysik nicht noch stärker beschränkt haben. Die Le­ ser werden jedoch feststellen, daß viele Begriffe, Methoden und Ge!!etzmäßigkeiten der Kernphysik auch Bestandteile der Teilchenphysik sind und sich entlang des historischen Weges der Kernphysik leichter lernen lassen. Um die Einheit beider Bände zu wahren, haben wir die Numerierung der Kapitel und Anhänge des ersten Bandes fortgesetzt. Ebenso wurde die *-Markierung schwie­ riger Abschnitte für Fortgeschrittene beibehalten. Wir gehen aber davon aus, daß die Anfänger beim Studium des ersten Bandes genügend Fachkenntnisse erworben haben, um im zweiten Band auch etwas schwierigere Sachverhalte zu verstehen. Das Litera­ turverzeichnis umfaßt ausführliche Angaben für beide Bände. Wir haben wiederum versucht, den Stoff in experimenteller und theoretischer Sicht möglichst ausgewogen darzustellen.

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Dies muß nicht der Ort eines Atoms sein, der Ursprung kann auch zwischen den Atomen liegen. Der Abstand eines Raumpunktes vom Ursprung bleibt bei den Symmetrieoperationen invariant. Die Symmetrieoperationen werden an Punkten, Linien (Achsen) oder Flächen (Ebenen) ausgeführt, die man als Symmetrieelemente bezeichnet. In Tab. 4 ist eine Übersicht über die auftretenden Operationen bezogen auf die entsprechenden Symmetrieelemente mitsamt ihren verwendeten Symbolen aufgelistet. Man kann sich leicht klarmachen, daß die Spiegelung an einer Ebene und die Drehspiegelung an einer Drehspiegelachse15 aus Rotation und Paritätsoperation zusammengesetzte Transformationen sind.

Sie mündet in der Lösung des Gleichungssystems GI. 11) und der Auswertung der Säkular-Determinante GI. 12), welche die aus den Atomorbitalen zu berechnenden Matrixelemente H;,j und Si,j enthalten (GIn. 9)). 21 Die experimentelle Bestimmung von Molekülenergien in Abhängigkeit von den Kernabständen geschieht mit Hilfe der Schwingungsspektren der Moleküle (s. Abschn. 3). 2 Die chemische Bindung > _(I) 45 \ 10 W 9 8 7 6 5 I I \ I I I I I I I I I I I \ I I \ 4 I I 3 2 -3 Fig. 17: Beobachteter Verlauf der Energien E'(R) für die symmetrische und antisymmetrische Lösung des Ht -Ions (durchgezogene Kurven).

14 die gleiche symmetrische Potentialverteilung zweier positiv gleichgeladener Kerne vor wie beim Hi -Ion, aber nun bewegen sich zwei Elektronen darin. Entsprechend der Born-Oppenheimer-Näherung gehen wir von einem festen Kern-Kern-Abstand Raus. Die Ortskoordinaten der beteiligten geladenen Teilchen sind aus Fig. 22 zu ersehen. 78) Gegenüber der potentiellen Energie des Hi -Moleküls ist das zweite Elektron sowie die Coulomb-Abstoßung zwischen den Elektronen hinzugekommen. GI. 77) ist ein Zweikörperproblem in einem nichtzentralen Feld, kann daher nicht exakt gelöst werden.

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