RES110 Quantenphysik


Farben und Leitfähigkeit können mit der Mechanik Newtons genau so wenig erklärt werden, wie der Grund dafür, dass Kupfer ein Metall ist. Die Quantenmechanik kann das und hilft uns dabei, neue Materialklassen zu entwickeln, indem sie uns hilft, zu berechnen, welche Eigenschaften von einem Material zu erwarten sind, bevor das Material überhaupt erst hergestellt wurde.

Robin Santra ist Leiter der Theoriegruppe am Center for Free Electron Laser Science am Deutschen Elektronen-Synchrotron in Hamburg, ich habe ihn besucht, um mir Quantenmechanik erklären zu lassen – und zum Teil ist das auch tatsächlich gelungen.

Video: Helmholtz, CC-BY 4.0

Darin: Licht, Elektronen, Differentialgleichungen, Wasserstoff, Protonen, Wellenfunktionen, Die Schrödingergleichung, Die klassische Mechanik, komplexe Zahlen, Helium, Der European XFEL (Resonator 38 zum Thema), Photonen, PETRA III, Energie, Ionisierung, Farben, Der Phasenraum, Die alte Quantentheorie, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Die relativistische Quantenfeldtheorie, Quantencomputer, Bits, Qubits, Verschränkung, Ionenfalle, Der Hilbert-Raum, Superflüssiges Helium, Bose-Einstein-Kondensat, EEG, Elektromagnetische Strahlung, Coulomb-Wechselwirkung, Das EPR-Experiment, Quantenelektrodynamik, Das Heisenbergsche Unschärfeprinzip, Das Plancksche Wirkungsquantum, Der Tunneleffekt, Die imaginäre Einheit, Antiteilchen, Alpha-Zerfall, Schwarzkörperstrahlung, Supraleitung.

Download: mp3 (58 MB)     m4a (47 MB)     opus (30 MB)    

Veröffentlicht am 09.06.2017
Dauer: 2 Stunden 6 Minuten
Lizenz: CC-BY 4.0

Mehr zum Thema:
RES037 Das DESY in Hamburg
RES038 Der European XFEL
RES109 Mal kurz zu Quanten

Themen:   XFEL   Mechanik   Quantenmechanik   Quantenphysik   DESY   Beschleuniger   Physik  

Diese Folge zitieren: Holger Klein/Helmholtz-Gemeinschaft: Resonator-Podcast: "RES110 Quantenphysik". 09.06.2017, https://resonator-podcast.de/2017/res110-quantenphysik/ (CC-BY 4.0)

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RES109 Mal kurz zu Quanten


Beispielsweise die Farben der Materie hängen davon ab, welche Lichtenergie durch Absorption der Photonen entfernt werden. Wie das geht, kann die klassische Mechnik nicht beschreiben. Das übernimmt die Quantenmechanik. Die allerdings kann nur näherungsweise rechnen. Warum das so ist, lasse ich mir erklären von Robin Santra, dem Leiter der Theoriegruppe am Center for Free-Electron Laser Science beim DESY in Hamburg.

Das ganze, zweistündige Gespräch zum Thema gibt es in Resonator 110.

Download: mp3 (6 MB)     m4a (5 MB)     opus (3 MB)    

Veröffentlicht am 26.05.2017
Dauer: 12 Minuten
Lizenz: CC-BY 4.0

Mehr zum Thema:
RES037 Das DESY in Hamburg
RES038 Der European XFEL
RES110 Quantenphysik

Themen:   Quantenmechanik   Quantenphysik   DESY   Physik  

Diese Folge zitieren: Holger Klein/Helmholtz-Gemeinschaft: Resonator-Podcast: "RES109 Mal kurz zu Quanten". 26.05.2017, https://resonator-podcast.de/2017/res109-mal-kurz-zu-quanten/ (CC-BY 4.0)

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RES108 Perowskit-Tandemsolarzellen


Solarzellen. Bild: HZB
Solarzellen. Bild: HZB

Am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie leitet Steve Albrecht die Nachwuchsgruppe Perowskit Tandemsolarzellen.

Zurzeit benutzen wir Silizium-Solarzellen. Deren bester Wirkungsgrad liegt bei 26% – Steve Albrecht reicht das nicht, darum forscht er an Materialien, die einen besseren Wirkungsgrad haben. Beispielsweise an Perowskit. Dessen positive Eigenschaften sind erst seit wenigen Jahren bekannt und die Forschung daran bringt Wissenschaftler aus verschiedensten Disziplinen zusammen.

Darin: Halbleiter, Leiter, Isolatoren, Bandlücke, Absorption, Cadmiumtellurid, CIGS, organische MaterialienWafer, Gleichstrom, Dünnschicht-Technologie, Methyl-Ammonium-Blei-Jodid, Einkristalle, Elektronen, Photonen, Energieniveau, LED, Laser, Grätzelzellen, Gloveboxen, Oxford PV, OLED

Download: mp3 (34 MB)     m4a (28 MB)     opus (18 MB)    

Veröffentlicht am 12.05.2017
Dauer: 1 Stunde 14 Minuten
Lizenz: CC-BY 4.0

Mehr zum Thema:
RES012 Das Helmholtz-Zentrum Berlin
RES107 Kurz zu Solarzellen

Themen:   Solarzellen   HZB   Materialforschung   Physik   Energie   Umwelt  

Diese Folge zitieren: Holger Klein/Helmholtz-Gemeinschaft: Resonator-Podcast: "RES108 Perowskit-Tandemsolarzellen". 12.05.2017, https://resonator-podcast.de/2017/res108-perowskit-tandemsolarzellen/ (CC-BY 4.0)

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RES107 Kurz zu Solarzellen


Solarzellen. Bild: HZB
Solarzellen. Bild: HZB

Am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie leitet Steve Albrecht die Nachwuchsgruppe Perowskit-Tandemsolarzellen. Bevor wir in der nächsten Folge ausführlich über diese neumodische Technologie reden, habe ich mir erstmal kurz erklären lassen, wie Solarzellen überhaupt funktionieren.

Darin: Halbleiter, Isolatoren, Bandlücke, Silizium, Perowskit, Cadmiumtellurid, CIGS, Wafer, Gleichstrom, Inverter, Wechselstrom.

Download: mp3 (6 MB)     m4a (5 MB)     opus (3 MB)    

Veröffentlicht am 28.04.2017
Dauer: 12 Minuten
Lizenz: CC-BY 4.0

Mehr zum Thema:
RES012 Das Helmholtz-Zentrum Berlin
RES108 Perowskit-Tandemsolarzellen

Themen:   Solarzellen   HZB   Physik   Energie  

Diese Folge zitieren: Holger Klein/Helmholtz-Gemeinschaft: Resonator-Podcast: "RES107 Kurz zu Solarzellen". 28.04.2017, https://resonator-podcast.de/2017/res107-kurz-zu-solarzellen/ (CC-BY 4.0)

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RES094 Kurz zur Geschichte der PTB


logo_ptbAm 2. November gibt es einen öffentlichen Vortrag im Berliner Institut der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt: „Für alle Zeiten und Kulturen – Das neue internationale System der Einheiten“ Dort wird der Präsident der PTB über das neue internationale System der Einheiten referieren. Ich bin nach Braunschweig gefahren, um mir von Joachim Ullrich kurz schonmal die Geschichte der PTB erzählen zu lassen.

Darin: Hermann von HelmholtzWerner von Siemens – Der DynamoElektrizität – Die Braunschweiger Elle – Die Meterkonvention – Das Internationale Einheitensystem – LichtstärkenAlbert Einstein – Das Einstein-de-Haas-ExperimentAmpereSupraleitung – Der Meisner-Ochsenfeld-Effekt – Der Geigerzähler – Der Koinzidenznachweis – Walter Bothe – Die Starkverschiebung – Johannes StarkDeutsche Physik – Die RelativitätstheorieQuantenphysik – Die Kaiser-Wilhelm-GesellschaftDas Einheiten- und Zeitgesetz

 

Das gelegentliche Klacken ist der Ehering meines Gesprächspartners, der auf den Tisch klopft. Ich habe es während der Aufnahme nicht als störend empfunden, es leider nicht nachträglich entfernen können und bitte um Entschuldigung.

Download: mp3 (7 MB)     m4a (6 MB)     opus (4 MB)    

Veröffentlicht am 24.10.2016
Dauer: 14 Minuten
Lizenz: CC-BY 4.0

Mehr zum Thema:
RES064 Kurz zur Wissenschaftshistorik
RES095 Die PTB und die neuen Einheiten

Themen:   Grundlagenforschung   PtB   Messen   Geschichte   Physik  

Diese Folge zitieren: Holger Klein/Helmholtz-Gemeinschaft: Resonator-Podcast: "RES094 Kurz zur Geschichte der PTB". 24.10.2016, https://resonator-podcast.de/2016/res094-kurz-zur-geschichte-der-ptb/ (CC-BY 4.0)

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