Buche und Energieniveau: Unterschied zwischen den Seiten

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Die '''Buchen''' (''Fagus'') sind die einzige [[Gattung (Biologie)|Pflanzengattung]] der Unterfamilie der '''Fagoideae''' innerhalb der [[Familie (Biologie)|Familie]] der [[Wikipedia:Buchengewächse|Buchengewächse]] (Fagaceae). Die etwa elf Arten besitzen eine weite Verbreitung in den [[Wikipedia:Gemäßigte Zone|gemäßigten Gebieten]] der [[Nordhalbkugel]] in [[Nordamerika]] und [[Eurasien]].
[[Datei:Energienivieau.svg|mini|Schema der Energieniveaus der [[Atomorbital]]e]]


== Beschreibung ==
Als '''Energieniveau''' wird ein diskreter '''Energieeigenzustand''' in einem [[Quantenmechanik|quantenmechanischen]] System bezeichnet. Die diskreten [[Energie]]werte <math>E</math> sind [[Eigenwert]]e des [[Hamilton-Operator]]s <math>H</math> und ergeben sich aus der Lösung der zeitunabhängigen [[Schrödingergleichung]]. Es handelt sich dabei also um [[Stationärer Zustand|stationäre Zustände]], in [[w:Dirac-Notation|Dirac-Notation]] einfach darstellbar in der Form<ref>Claude Cohen-Tannoudji, Bernard Diu, Franck Laloë: ''Quantenmechanik'', 2 Bände, 2. Auflage. De Gruyter, Berlin 1999, ISBN 3-11-016458-2</ref>:
[[Datei:Fagus grandifolia - American Beech.jpg|mini|Zweig mit jungen Laubblättern und Blütenständen der [[Amerikanische Buche|Amerikanischen Buche]] (''Fagus grandifolia'')]]


=== Vegetative Merkmale ===
: <math> H | \psi \rangle = E | \psi \rangle. </math>
Buchen-Arten sind sommergrüne [[Baum|Bäume]], die Wuchshöhen von bis zu 40 Metern erreichen. Ihre [[Rinde]] ist grau und glatt und zeigt nur selten im Alter eine geringe [[Borke]]n&shy;bildung, sie gehört daher zu den [[Peridermbaum|Peridermbäumen]]. Die dünn und hin- und hergebogenen Zweige besitzen eine braune Rinde. Die 1 bis 3 Zentimeter langen Knospen sind lang spindelförmig, oft spreizend, von brauner Farbe, mit zahlreichen Knospenschuppen bedeckt und silbrig behaart.


Die [[Blatt (Pflanze)|Laubblätter]] stehen wechselständig, an aufrechten Zweigen schraubig, an abstehenden sind sie mehr oder weniger zweizeilig angeordnet. Die Laubblätter sind in Blattstiel und Blattspreite gegliedert. Die Blattspreite ist glänzend grün, ganzrandig, leicht buchtig gezähnt, wellig gebuchtet oder fein gezähnt. Die [[Nebenblatt|Nebenblätter]] sind schmal und hinfällig.
Ein typisches Beispiel sind die diskreten Energieniveaus der [[Atomorbital|Orbital]]e der [[Elektronenhülle]] eines [[Atom]]s, die sich im [[Lichtspektrum]] der [[Chemisches Element|chemischen Elemente]] als diskrete [[Spektrallinie]]n äußern. Im [[Grundzustand]] verteilen sich die [[Elektron]]en unter Berücksichtigung des [[Pauli-Prinzip]]s auf die niedersten Enegieniveaus. Durch Aufnahme von Energie, die einer bestimmten Niveaudifferenz entspricht, wird kann ein Elektron auf ein höheres Energieniveau gehoben und das Atom somit in einen [[Angeregter Zustand|angeregten Zustand]] versetzt werden.


=== Blütenstände und Blüten ===
== Siehe auch ==
Buchen-Arten sind einhäusig getrenntgeschlechtig ([[Monözie|monözisch]]). Die [[Blüte]]n stehen an jungen Zweigen und erscheinen gleichzeitig mit den Laubblättern. Die männlichen Blüten stehen in dichten, lang gestielten, hängenden Büscheln. Die männliche Einzelblüte besitzt eine vier- bis siebenspaltige Blütenhülle und acht bis sechzehn [[Staubblatt|Staubblätter]]. Die Pollen sind mehr oder weniger kugelig, etwa 20 bis 45 Mikrometer groß und zeigen drei von Pol zu Pol verlaufende Porenfalten. Die weiblichen Blüten stehen zu zweit oder dritt in aufrechten [[Blütenstand|Blütenständen]], sie bilden ein [[Sympodium|Dichasium]]. Die weibliche Einzelblüte besitzt eine behaarte, vier- bis sechsspaltige Blütenhülle und einen dreikammerigen [[Fruchtknoten]] auf dem drei [[Narbe (Botanik)|Narben]] sitzen.


=== Früchte ===
* {{WikipediaDE|Energieniveau}}
Als [[Frucht|Früchte]] werden dreikantige, 1 bis 1,5 Zentimeter lange, glänzend kastanienbraune [[Nussfrucht|Nussfrüchte]], die [[Buchecker]]n, gebildet. Sie sitzen zu zweien, selten zu dreien, in einem stark verholzten, außen weichstacheligen, vierklappigen [[Fruchtbecher]] (Kupula). Die Bucheckern reifen im Herbst.


=== Chromosomensätze ===
== Einzelnachweise ==
Die [[Chromosom]]engrundzahl beträgt x = 12; es liegt [[Diploidie]] vor mit [[Chromosomenzahl]]en von 2n = 24.


== Verbreitung und Standortansprüche ==
<references />
{{Hauptartikel|Sommergrüner Laubwald}}


[[Datei:American Beech - Flickr - treegrow (2).jpg|mini|Zweig mit Laubblättern der [[Amerikanische Buche|Amerikanischen Buche]] (''Fagus grandifolia'')]]
[[Kategorie:Quantenphysik]]
[[Datei:Fagus sylvatica orientalis 3.jpg|mini|[[Orient-Buche]] (''Fagus orientalis'')]]
 
Die Gattung ''Fagus'' ist mit acht bis elf Arten in der nördlichen [[Gemäßigte Breiten|gemäßigten Zone]] Europas, Nordamerikas und Asiens verbreitet. Eine Art reicht bis Mexiko. Die größte Artenvielfalt findet sich im Osten Asiens. Die Buchen-Arten bevorzugen ein wintermildes und sommerkühles, feuchtes ozeanisches [[Klima]]. Gebiete mit strengen Winter- und Spätfrösten und starker Trockenheit werden gemieden. In ihren südlichen Verbreitungsgebieten sind die Buchen auf die Gebirgslagen beschränkt.
 
[[Fossil]] sind Buchen seit dem [[Tertiär (Geologie)|Tertiär]] nachgewiesen. Vor 10 Mio. Jahren kennzeichnet ihr vermehrtes Aufkommen, etwa in [[Sedimente und Sedimentgesteine|Sedimenten]] der [[Geologie der Niederrheinischen Bucht|Niederrheinischen Bucht]], eine langsame Abkühlung in Gebieten mit bis dahin subtropischem Klima.
 
== Systematik ==
Die [[Erstbeschreibung|Erstveröffentlichung]] des Gattungsnamens ''Fagus'' erfolgte 1753 in ''[[Species Plantarum]]'', 2, S.&nbsp;997–998. [[Typus (Nomenklatur)|Typusart]] ist ''[[Rotbuche|Fagus sylvatica]]'' Ein Synonym von ''Fagus'' ist ''Phegos''.
 
''Fagus'' ist die einzige [[Gattung (Biologie)|Gattung]] der Unterfamilie Fagoideae innerhalb der [[Familie (Biologie)|Familie]] der [[Buchengewächse|Fagaceae]].
 
Es werden etwa elf Buchenarten (''Fagus'') unterschieden, wobei die Zuordnung eines Taxons als Art oder Unterart diskutiert wird.
 
== Abgrenzung von ähnlich benannten Gattungen ==
* Die Gattung der [[Hainbuchen]] oder Weißbuchen (''Carpinus'') ist den Buchen auf den ersten Blick ähnlich, gehört aber zur Familie der [[Birkengewächse]] (Betulaceae).
* Auch die Gattung der [[Hopfenbuchen]] (''Ostrya''), die den Hainbuchen ähnlich ist, gehört zur Familie der Birkengewächse (Betulaceae).
* Die Gattung der [[Scheinbuchen]] (''Nothofagus''), die den Buchen im Aussehen auch ähnelt, ist ausschließlich in der südlichen Hemisphäre heimisch und gehört zur Familie der [[Scheinbuchengewächse]] (Nothofagaceae).
 
== Verwendung ==
Während manche Arten wie Kerb-Buche oder Japanische Buche in der [[Forstwirtschaft]] eine untergeordnete Rolle spielen, ist die in Mitteleuropa heimische Rotbuche ein wichtiger Holzlieferant. Das [[Buchenholz]] ist in Deutschland mit einem [[Einschlag]] von jährlich etwa 7 Millionen Festmetern (ca. 1/6 des Gesamtholzeinschlages in Deutschland) eines der bedeutendsten Laubhölzer als Nutz- und [[Industrieholz]].
 
== Literatur ==
* [http://www.mobot.org/MOBOT/Research/APweb/orders/fagalesweb.htm#Fagaceae Fagoideae innerhalb der Familie der Fagaceae] bei der [http://www.mobot.org/MOBOT/Research/APweb/welcome.html APWebsite.] (Abschnitt Systematik)
 
== Weblinks ==
{{Commonscat|Fagus|Buchen (''Fagus'')}}
* [http://vorort.bund.net/suedlicher-oberrhein/weidbuchen.html Weidbuchen im Schwarzwald]
 
[[Kategorie:Pflanze]]
[[Kategorie:Pflanzenreich]]
[[Kategorie:Bäume]]
[[Kategorie:Laubbäume]]
[[Kategorie:Die sieben Planetenbäume|102]]
 
{{Wikipedia}}

Version vom 16. Mai 2019, 11:55 Uhr

Schema der Energieniveaus der Atomorbitale

Als Energieniveau wird ein diskreter Energieeigenzustand in einem quantenmechanischen System bezeichnet. Die diskreten Energiewerte sind Eigenwerte des Hamilton-Operators und ergeben sich aus der Lösung der zeitunabhängigen Schrödingergleichung. Es handelt sich dabei also um stationäre Zustände, in Dirac-Notation einfach darstellbar in der Form[1]:

Ein typisches Beispiel sind die diskreten Energieniveaus der Orbitale der Elektronenhülle eines Atoms, die sich im Lichtspektrum der chemischen Elemente als diskrete Spektrallinien äußern. Im Grundzustand verteilen sich die Elektronen unter Berücksichtigung des Pauli-Prinzips auf die niedersten Enegieniveaus. Durch Aufnahme von Energie, die einer bestimmten Niveaudifferenz entspricht, wird kann ein Elektron auf ein höheres Energieniveau gehoben und das Atom somit in einen angeregten Zustand versetzt werden.

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. Claude Cohen-Tannoudji, Bernard Diu, Franck Laloë: Quantenmechanik, 2 Bände, 2. Auflage. De Gruyter, Berlin 1999, ISBN 3-11-016458-2