Nobelpreis von Louis de Broglie 1929

Maryam Nikbakhti, 15.11.2011Nobelpreis von Louis de Broglie 1929 1OutlookEinleitungStudien und erster WeltkriegWissenschaftliche KarriereZweiter Weltkrieg und danachEine khne Doktorarbeit- Elektronen mit WelleneigenschaftenMaterie WellenBerechnung der de Broglie Wellenlnge im nichtrelativistischen und im relativistischen Fall

2EinleitungLouis-Victor Pierre Raymond de Broglie, 7. Herzog de Broglie 15 August 1892 in Normandie, 19 Mrz 1987 in LouveciennesEin franzsischer Physikereiner der bedeutendsten Physiker des 20. Jahrhunderts1929 Nobelpreis fr Physik fr seine Entdeckung der Wellennatur des Elektrons (Welle- Teilchen- Dualismus)

3Studien und erster WeltkriegDie Lyce Janson de Sailly Schule inParis

Whrend seines Studiums an der PariserSorbonne zunchst mit derPhilosophieund derGeschichte, insbesondere mit Rechtsgeschichte und politischer Geschichte desMittelalters. 1910 Abschluss seines ersten Studiums mit demLizenziat (damaliges Bakkalaureat)

4Auf Anregung seines lteren BrudersMaurice, eines promovierten Physikers, ab 1911Studium der MathematikundPhysik. Durch denErsten Weltkriegmehrere Jahre Abbruch des Studiums

Nachrichtenoffizierund den grten Teil seiner Dienstzeit in der funktelegraphischen Station desEiffelturms. Whrend seines Militrdienstes mit derElektrotechnikund demNachrichtenwesensowie mit der Ausbildung von elektrotechnischem Personal5Wissenschaftliche Karriere1919 Fortsetzung der Studien und Mitarbeit im Privatlabor seines Bruders, Arbeit ber Rntgenspektroskopieund denPhotoeffekt. Ende des Jahres 1923 de Broglies erste Abhandlungen zur Wellenmechanik.

1924 Abschluss des Studiums mit der berhmt gewordenenDissertationRecherches sur la thorie des Quanta derWelle-Teilchen-Dualismusauf jegliche feste Materie anwendbar. 1926 und 1927 vomInstitut de Franceausgezeichnet. 1929 fr die Entdeckung der Wellennatur der Elektronen die begehrte Medaille Henri Poincarund derNobelpreisfr Physik.

61929 zum Professor fr Theoretische Physik amInstitut Henri Poincarin Paris.1932 an die Sorbonne, wo er bis 1962 lehrte. 1933 de Broglie Mitglied derAcadmie des sciences.1938 dieMax-Planck-Medaille.

7Zweiter Weltkrieg und danachWhrend der Kmpfe zwischen Frankreich undDeutschlandimZweiten Weltkrieg mit der dokumentarischen Sammlung der in denUSAverffentlichten Arbeiten ber Nachrichtenbertragung. 1941 in diesem Zusammenhang ein Buch berHochfrequenztechnik .1944 Mitglied derAcadmie franaiseund nach demZweiten WeltkriegBerater derfranzsischen Atomenergiekommission.Tod am 19. Mrz 1987 in Louveciennes bei Paris.

8Eine khne Doktorarbeit Elektronen mit Welleneigenschaften1924 Abschluss des Studiums mit der berhmt gewordenenDissertationRecherches sur la thorie des quanta(Untersuchungen zur Quantentheorie)

Nach grndlicher Analyse der vonAlbert Einsteingefundenenquivalenz von Masse und Energie, mit der FormelE=mc2, und der Erkenntnisse der Atomphysik Energie wie Masse in Form von Teilchen in kleinen Raumbereichen lokalisiert. 9Der Quantencharakter der Materie, wie in den Atomspektren, aber nur zu erklren, wenn jeder Massemnach der vonMax Planckpostulierten BeziehungE=heine Frequenz =mc2/h

Diese das Teilchen charakterisierende Frequenz nicht auf das Teilchenvolumen beschrnkt, sondern in Form einer das Teilchen begleitenden Welle auch in einen groen Raumbereich prsent.

10Der Name dieser Begleitwelle Phasenwelle, weil Teilchen und Welle ber die Phase am Ort des Teilchens aneinander gekoppelt.

Unter dieser Bedingung sowohl Teilchen als auch Welle die Transformationsgesetze derspeziellen Relativittstheorie.

11Der Welle-Teilchen-Dualismus, nur fr Photonenbekannt, ein Wesensmerkmal nicht nur der Photonen, sondern auch der Materie. Auch einem klassischen Teilchen z.B. einemElektronsomit Welleneigenschaften Im Ruhesystem des Teilchens die Wellenlnge der Phasenwelle unendlich gro. Das Teilchen in Bewegung, eine Modulation der Welle mit der Wellenlnge

(Wellenlngegleich demplanckschen WirkungsquantumhdurchImpulsp=mvdes Teilchens), der so genanntenDe-Broglie-Wellenlnge. Diese Beziehung alsDe-Broglie-Gleichungbekannt.Nach de Broglie den "Materiewellen"1die Frequenz

und die Wellenlnge

12Langevin (einer im Prfungsausschuss) ein zweites Exemplar seiner Arbeit es anAlbert Einstein, und wiederumMax Born

Einstein beeindruckt , spter: de Broglies Doktorarbeit den ersten schwachen Lichtstrahl auf dieses leidigste unter den physikalischen Rtseln

13Schlieliches Akzeptieren der de Broglies Dissertation vom Prfungsausschuss. Die Versuche vonClinton DavissonundLester Germer1927 mit derElektronenbeugungsrhreund vonGeorge Paget Thomson1928 denWellencharakterder Elektronen auch experimentell.

14MateriewellenAuf der Grundlage seiner Erkenntnis alle Teilchen auch Welleneigenschaften, nach seiner Promotion an der Verbesserung desBohr-Sommerfeldschen Atommodells. Zuordnung jedem Materieteilchen eine so genannteMateriewelle, die sich auf den Bohrschen Bahnen ausbreitet.Auf diesem Weg die Beziehung zwischen der Bahnstabilitt und dem Bahnumfang der Elektronen im Bohrschen Atommodell auf:

15d. h. ein Elektron sich nur ohneEnergieverlustum denAtomkern, wenn sein Bahnumfang ein ganzzahliges Vielfaches seiner Wellenlnge.

1926 an die Formulierung einerDifferentialgleichung, die das Verhalten der Elektronen beschrieb. Diese Anstze wichtige Anregungen frErwin Schrdinger, der noch im selben Jahr seine partielle Differentialgleichung (Schrdingergleichung). Diese das Verhalten der Elektronen in den stationren Energiezustnden

16In weiteren Arbeiten dieQuantenfeldtheorie der Elementarteilchen und Wellengleichungen fr Teilchen mit hheremSpin.

http://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/debroglie.html

17 Danke fr die Aufmerksamkeit.18