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Alle Oberthemen / Physik / Physik TE

Physik TE (90 Karten)

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Sie führen einen schiefen Wurf durch. Der Körper startet mit Geschwindigkeit in waagrechter Richtung und in vertikaler Richtung nach unten. Geben Sie folgende Gleichungen an: ,, . welche geometrische Form hat die Bahnkurve?








Die geometrische Form der Bahnkurve ist eine Parabel.
Tags: Mechanik, Schiefer Wurf
Quelle: Ausarbeitung E-Giraffe
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Wann nennt man ein Kraftfeld konservativ?
Wenn das geschlossene Wegintegral der Arbeit gleich Null ist, es ist damit weg-unabhängig.


Die Arbeit hängt nur vom Anfangs und Endpunkt ab, nicht aber vom Wege zwischen und .


Ein konservatives Kraftfeld ist vom Ort, nicht aber von der Zeit abhängig.
Tags: Mechanik
Quelle:
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Laut Newton gilt: Aktionskraft = Reaktionskraft. Wenn Sie einen Raum betreten, üben Sie eine Gewichtskraft auf den Fußboden auf. Wodurch entsteht die Reaktionskraft?
Beim Betreten des raums wird die Gewichtskraft auf den Boden ausgeübt. Der Boden wird elastisch verformt und es entwickelt sich die Gegenkraft zu . Sie sind im Gleichgewicht.
Tags: Mechanik, Newton
Quelle: Skript 2/8
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Ein radioaktiver Strahler emittiert zu einem bestimmten Zeitpunkt Teilchen / s. Nach 5
Tagen wird eine Emission von 800 Teilchen/s bobachtet. Wie groß ist die Zerfallskonstante
(1/s) und wie groß ist die Halbwertszeit?
Zerfallskonstante: (allgemein)


Halbwertszeit:


lsg. Bsp:


eingesetzt:



für Halbwertszeit dann noch
Tags: Radioaktivität
Quelle: Skript 8/12
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Erklären Sie den Begriff Drehmoment.
Die zeitliche Änderung des Drehimpulses.

Tags: Mechanik
Quelle: Skript 2/22
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Warum bleibt in einem Zentralkraftsystem der Drehimpuls eines sich um das Kraftzentrum bewegenden Körpers zeitiich konstant?
Der Drehumpuls

wird durch eine eine Einwirkung eines Drehmoments

über die Zeit verändert.

Ist diese einwirkung über die zeit 0, so muss der Drehumpuls konstant sein:

Tags: Mechanik
Quelle: Skript 2/22
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Bleibt bei einem unelastischen Stoß zweier Körper auf einer waagrechten Ebene die Summe der kinetischen Energien vor dem Stoß erhalten? Wenn nicht: was passiert mit der Differnezenergie? Für Welche Größe gilt auch beim unelastischen Stoß ein Erhaltungssatz?
Bei einem unelastischen Stoß gilt der mechanische Energiesatz nicht! Die Energie wird in andere  Formen umgewandelt(Thermische, Verformung... ). Die Impulserhaltung hingegen gilt immer noch.
Tags: Mechanik
Quelle: Skript 2/25
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Elektrizität,Wie wird die Basiseinheit Ampere definiert?
Zwei Leiter im Abstand von 1m unendlich lang werden in einem Aschnitt von einem Meter die Kräfte gemessen. Wenn diese betragen, dann fließt ein Ampere.

Aus dem Skript:
1 A ist die Stärke eines zeitlich konstanten Stromes, der durch zwei im Vakuum parallel zueinander im Abstand von 1 m voneinander angeordnete, unendlich lange, dünne Leiter fließt und zwischen diesen Leitern eine Kraft von je m Leitungslänge hervorruft.
Tags: Elektrizitätslehre
Quelle: 3/12
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Welche Art von elektrischen Feldern wird durch ein sich zeitlich änderndes magnetisches Feld erzeugt? Kommen solche elektrischen Felder auch in der Elektrostatik vor?
Ein sich zeitlich änderndes magnetisches Feld erzeugt ein elektrisches Wirbelfeld mit geschlossenen Feldlinien. In der Elektrostatik treten nur wirbelfreie elektrische Felder auf.
Tags: Elektrizitätslehre
Quelle: Skript 3/29
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Wie fand man heraus, dass Ladungen nur als ganzzahlige vielfache einer Elementarladung vorkommen und wie wurde experimentell die Größe der Elementarladung bestimmt?
Millikan-Experiment:
  • Sehr kleine Öltröpfchen werden durch Zerstäubung in einen Plattenkondesator gebracht.
  • Durch die Reibung sind einige der Tröpfchen verschieden stark elektrisch geladen. Sie tragen Ladungen
  • Liegt kein Feld im Kondensator an, so sinken die Tröpfchen mit konstanter Geschwindigkeit ab.
  • Wird eine geeignete Spannung an den Kondensator angelegt
  • kann man durch die Kraftwirkung im elektrischen Feld() das Tröpfchen in Schwebe halten.
  • Die resultierende Kraft ist auch von der Größe der Tröpfchen abhängig: Messung ist schwierig, da Tröpfchen sehr klein ->  umladen mit Röntgen- oder -Strahlung
  • Aus der Umladungsspannung ergeben sich die Ladungsdifferenzen -> kleinste möglich Differenz entspricht e.
Tags: Elektrizitätslehre
Quelle: Skript 3/8
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Erklären Sie die offensichtliche Tatsache, daß der wolkenlose Himmel blau ist und am Morgen und Abend das Sonnenlicht rötlich wirkt.
Lichtbrechung. Blaues Licht hat eine sehr viel niedrigere höhere Frequenz als Rotes, deshalb bricht es sich in einer dünneren Atmosphäre ofters. Zur Mittagszeit haben die Lichstrahlen der sonne den Kürzesten weg durch die Atmosphäre, in der Früh und am Abend ist der weg deutlich länger.

Andere Erklärung:

Basierend auf der Streuung. (Rayleigh Streuung)
Blaues Licht wird aufgrund der hohen Frequenz stärker gestreut als das rote Ende des Spektrums. Unter Tags sehen wir diese diffus gestreuten Anteile aus allen Richtungen des Himmels.
Am Morgen und am Abend ist der Weg des Lichts durch die Atmosphäre länger, es wird mehr blaues Licht seitlich "weggestreut", es überwiegen die verbleibenden, weniger stark gestreuten, rötlichen Anteile.

http://de.wikipedia.org/wiki/Rayleigh-Streuung#Das_Blau_beziehungsweise_das_Rot_des_Himmels
Tags: Optik
Quelle: Skript 4/12, Skript 4/19
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Wie groß ist die Welienlänge der Balmer-Line (Übergang ) und der Lyman-Linie (Übergang )
Gemeint ist hier eher für Übergang . wäre der Übergang

Wichtige Formel ist die Rydbergformel:



Für die Balmer-Serie ist sie:

, so therefore

Für die Lyman-Serie ist sie:

, so therefore

Wenn die Rydbergkonstante in   gegeben ist gilt das auch für das centi!().
Tags: Kernphysik
Quelle: Skript 6/4; Physik-Duden. 388; Skript 6/8
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Wie wurde die Schrödinger-Gleichung für das Wasserstoff-Atom gelöst (verbale "Skizze" der Rechenschritte)?
  • Transformation in Kugelkoordinaten
  • physikalisch sinnvolle Randbedinungen:
  • * Eindeutigkeit auf der Kugeloberfläche * Verschwinden der Wellenfunktion im Unendlichen * Normierung der Aufenthaltswarscheinlichkeit (Wahrscheinlichkeit im ganzen Raum = 1 -> irgendwo hält es sich immer auf)
  • Trennung der Variablen der DGL
  • 3 einzelne unabhängige DGL
  • Jede wird gelöst
Tags: Quantenphysik
Quelle: PBS-Ausarbeitung; Skript 6/13
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Geben sie die zeitfreie Schrödinger-Gleichung (in kartesischen Koordinaten) an und die Bedeutung der vorkommenden Symbole.



  reduzierte Plancksche Wirkungsquantum()
Masse
Wellenfunktion mit dreidimensionalen Koordinaten
Gesamtenergie
Potentielle Energie des untersuchten Teilchens
Tags: Quantenphysik
Quelle: Skript 5/18
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Unter welchen Umständen wird von einer bewegten Ladung elektromagnetische Energie abgestrahlt? Woher bezieht diese ihre Energie?
Beschleunigte elektrische Ladungen strahlen während des
Beschleunigungsvorgangs elektromagnetische Wellen (und damit Energie) ab. Zum Beispiel in einer Röntgenröhre wird diese beim Bremsen abgstrahlt. (Die Beschleunigung der Kathode ist nicht groß genug, beim Bremsen schon)

Aus dem Beschleunigungsvorgang.
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Aus welcher mit Hilfe der Schrödinger-Gleichung berechneten Größe erhält man Informationen über die räumliche Gestalt der Elektronenwolke?
Aus der Aufenthaltswarscheinlichkeit. (Das Quadrat der Wellenfunktion ). Man kann die Ladung nicht als Teilchen sehen sondern eher als "verschmierte" Ladung sehen.
Tags: Atomphysik
Quelle: Skript 6/18
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Was versteht man unter einer "Hystereseschleife"?
Die Vorgeschichte des Magnetischen Materials ist wichtig.
Es folgt eine Ausrichtung der magnetischen Momente der Elektronen in den Weissschen Bezirken.
Tags: Elektrizitätslehre
Quelle: Skript 3/27
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Welcher grundlegende Unterschied besteht hinsichtlich des Verlaufs der Kraftlinien zwischen einem statischen elektrischen Feld und einem statischen magnetischen Feld, das durch Stromfluß durch einen geraden Leiter aufgebaut wird? (Skizze)
Magnetische Feldlinien sind konzentrische Kreise um den Leiter und homogen.

Elektrische stehen normal auf eine Ladung (wirbelfrei). Weiters gibt es Quellen und Senken, sie haben einen Anfang und ein Ende.
Tags:
Quelle: Skript 3/17;
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Welcher Zusammenhang besteht in einem konservativen Kraftfeld zwischen Feldstärke und Potential (Differentialform) ?
Potential ist die Differenzenergie zwischen zwei Punkten in einem Konservativen Kraftfeld.

von nach
Tags: Mechanik/Elektriztätslehre
Quelle: Skript 3/5
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Wie groß ist jeweils das Verhältnis der Radien der Bohr'schen Bahnen vor und nach dem Übergang?
Balmer-Linie (Übergang ) und der Lyman-Linie (Übergang )


also Wasserstoff und krüzt sich.
also


Andere Erklärung:







Mit für Wasserstoff:





und
Tags: Atomphysik
Quelle: Skript 6/6
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Welche Energie (in eV) muß aufgewendet werden, um bei einem bereits zweifach ionisierten Lithium-Atom(Z=3) auch das letzte Elektron zu entfernen?




Tags: Atomphysik
Quelle: Skript 6/5 6/9
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Eine Bewegung wird durch folgende Beziehungen für die Bahn beschrieben:


a) Eliminieren Sie den Parameter t und geben Sie die Bahngleichung als Funktion von x und y an.
b) Welche Form hat die Bahnkurve?
c) Wie nennt man die Größe ?
d) Handelt es sich dabei um eine beschleunigte Bewegung?
a)




einsetzen





b) Kreis
c) Winkelgeschwindigkeit
d) Ja, Kurvenform
Tags: Mechanik
Quelle: E-Giraffe Lösung
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Wie wird die Basisgröße Meter (m) im Sl-System definiert?
Ist wie viel Strecke das Licht im Vaccuum in   s zurücklegt.

Aus Skript:
1 Meter ist die Länge der Strecke, die Licht in Sekunden durchläuft.
Tags: Grundlagen
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Meter, Skript 1/5
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Wie lauten die Newton'schen Axiome ?
  • Trägheit
  •   *) Ein Körper will in Ruhe oder in einer gleichförmigen Geradlinigen bewegung verharren solange keine Kraft auf ihn wirkt.  *)   *) Also auch: Der Impuls eines freien Teilchens ist zeitlich konstant.
  • Aktion
  •   *) Ist wenn der impuls über die Zeit von außen verändert wird.  *)
  • Reaktion
  •   *) Wenn zwei Körper nur miteinander wechselwirken, nicht aber mit anderen, sind die Kräfte entgegengerichtet.  *) Actio=Reactio
Tags: Mechanik
Quelle: Skript 2/12
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Wie wird die Basiseinhert Zeit definiert?
Eine Sekunde ist das ~ fache der Periodendauer der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandes von Atomen des Nuklids ¹³³Cs entsprechenden Strahlung.
Tags:
Quelle: Skript 2/1
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Was versteht man unter Potentieller Energie?
Die Potentielle Energie ist die Energie eines Physikalische Systems welche sich aus der aktuellen Lage oder Konfiguration bestimmt.

Tags: Mechanik
Quelle: Skript 2/16
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Die Dichte freier Elektronen in Kupfer beträgt . Wie schnell bewegen sich die Elektronen (entgegen der technischen Stromrichtung), wenn in einem Leiter mit einem Querschnitt von ein Strom von fließt?"
Antwort
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Welche räumliche Verteilung der Ladungsdichte liegt im Wasserstoffatom vor, wenn die Hauptquantenzahl n=1 ist (unterscheiden Sie zwischen azimutaler und radialer Ladungsdichteverteilung)?
Azimuntal: Kugel

Radial: Ein Maximum beim Bohr'schen Radius und klingt nach außen exponentiell ab
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Kraftfeld,Welches Gesetz (bitte Gleichung angeben) beschreibt die Kraft zwischen zwei Ladungen und wie kann das Gesetz interpretiert werden?
Coloumb-Kraft


Gleiche Ladungen stoßen sich parallel ab.
Ungleiche ziehen sich antiparallel an.
Tags: Elektrizitätslehre
Quelle: Skript 3/2
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Elektromagnetisches Feld,Welche Art von magnetischen Feldern wird durch ein sich zeitlich änderndes elektrisches Feld erzeugt? Kann ein solches Magnetfeld auch durch einen elektrischen Strom in einem (geraden) Leiter hervorgerufen werden?
Magnetisches Wirbelfeld um den Leiter. Ja wird, nach der Rechtschraubenregel.

Überprüfen

Aus "A student's guide to Maxwell's equations":

A circulating magnetic field is produced by an electric current and by an electric field that changes with time.
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Was versteht man unter dem Unschärfeprinzip von Heisenberg?
Ort und Impuls eines dualistisch (als Teilchen und Welle) zu beschreibenden Objektes können nicht gleichzeitig beliebig genau gemessen werden.

Wenn man Teilchen als ein Wellenpaket auffasst, gibt es nach der
Fourier-Analyse folgende Probleme:

Wenn das Wellenpaket aus einer einzigen Frequenz bestehen soll, muss es unendlich ausgedehnt sein, was zur Ortsunschärfe führt.

Ist das Wellenpaket jedoch ein einem Ort y lokalisiert, ist die Frequenz der Welle nicht mehr scharf definiert.
Tags: Quantennatur des Lichts und der Materie
Quelle: Skript 5/15
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Niels Bohr konnte 1913 die Spektralserien des Wasserstoff-Atoms theoretisch deuten. Dazu musste er zwei Postulate verwenden, die die klassische Physik außer Kraft setzten. Wie lauten diese Postulate und in welcher Weise widersprechen sie der klassischen Physik?
1.) Postulat: die Elektronen bewegen sich in einer Kreisbahn um den Atomkern. Nach der Klassischen Physik müsste es dabei Energie verlieren und in den Kern fallen.

2.) Postulat: ein Elektron kann von höherer Bahn in eine Niedrigere springen, dabei wird ein Lichtquant mit der Differenz der Bahnenergien emittiert, umgekehrt eines absorbiert. In der Klassischen Physik müsste das Elektron in der Umlauffrequenz abstrahlen.
Tags: Atomphysik
Quelle: Skript 6/4
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Erklären Sie den Stern-Gerlach-Versuch. Was kann man aus dem Ergebniss lernen?
In diesem Versuch wurde ein Silberatomstrahl in einem inhomogenen Magnetfeld abgelenkt.
Klassisch hätte sich ein verwaschener Fleck am Auffangschirm bilden müssen, da jede Einstellung des magnetischen Moments der Ag-Atome relativ zum Magnetfeld möglich ist.
Nach der Sommerfeldschen Theorie (ohne Spin) hätte sich der Atomstrahl in 1,3,5... Teilstrahlen aufspalten müssen (nach L ... Drehimpuls).
Aber da sich der Atomstrahl in nur zwei Teilstrahlen aufspaltete, hatte man einen Beweis für halbzahlige Drehimpulse, den Spin und für die Richtungsquantelung.

Es gibt 2 Möglich Orientierungen in einem äußeren Feld:
und
Tags: Atomphysik
Quelle: Skript 6/50
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Erklären Sie die Bedeutung des Compton-Effektes hinsichtlich der Wellen- und Teilcheruratur von Licht.Skizze der Versuchsanordnung! Beschreiben wo und wie in den einzelnen Apparaturteilen der Wellencharakter und der Teilchencharakter bewiesen wird. Wodurch kommt Streulicht mit der eingestrahlten Wellenlänge zustande?

  • Untersuchung der Streuung energiereicher Photonen (monochromatische Röntgenstrahlen) an freien (Elektronengas im elektrischen Leiter Graphit).
  • Man erkennt in den Streuspektren eine von  abhängige Verschiebung der Wellenlänge.
  • Auch unverschobene Wellenlängen treten auf (Streuung an Atomen).
  • Messergebnisse lassen sich nur interpretieren, wenn Stöße mit freien angenommen werden.
  • Energie- und Impulserhaltung gelten, aber es muss wegen der hohen Geschwindigkeit relativis tisch gerechnet werden.
  • Die Wellenlänge der gestreuten Strahlen wird durch ein Kristall-Spektrometer (Gitter) ermittelt.
  • Die spektralen Zerlegungen werden als Beugung einer Welle erklärt.
  • Zum nachweis der Teilchennatur werden die Welleneigenschaften ausgenutzt.
Tags: Quantenphysik
Quelle: Skript 5/5
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Die Rydbergkonstante für das Wasserstoffatom beträgt . Wie groß ist die Ionisierungsenergie in der Einheit eV?



Tags: Atomphysik
Quelle: Skript 6/9
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Die Rydbergkonstante ist Welche Energie (in eV) muß aufgewendet werden, um bei einem bereits dreifachen ionisierten Beryllium-Atom (Z=4) auch das letzte Elektron zu entfernen?


für eV



Tags: Atomphysik
Quelle: Physik-Duden, http://www.chemieonline.de/forum/showthread.php?t=163087, Skriptum 6./9
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Das Licht der roten Cd-Linie 644 nm (Übergang im Singulett-System) wird in einem Magnetfeld von B = 0.7 od. 0.8 Tesla emittiert. Wie groß ist die Frequenzänderung des emittierten Lichts und wie groß muß das Auflösungsvermögen v/Delta v eines optischen Instruments sein, damit der Effekt deutlich beobachtet werden kann (Aufspaltung = 2 x auflösbare Frequenzänderung)?








Auflösung

Tags:
Quelle: Egiraffenausarbeitung, Skript 6/54
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Warum ist beim Natrium-Atom das äußerste Elektron für bestimmte Quantenzahlkombinationen (z.B. 3 S, d.h. n=3, l=0) im Vergleich zum Wasserstoff-Atom viel stärker gebunden und für andere Quantenzahlkombinationen (z.B. 3 D, d.h. n=3, l=2) gleich stark gebunden (Erklärung über die radiale Ladungsdichteverteilung) ?
Die H-Elektronen liegen energetisch günstiger, da die
Aufenthaltswahrscheinlichkeit der H-Elektronen ein Nebenmaximum in Kernnähe hat. Dort erfährt das Elektron ein weniger abgeschirmtes Coulomb-Potential des Kerns und ist somit stärker gebunden als ein Na-Elektron.
(Anzahl der Maxima n-l)
Tags: Quantenzahlen
Quelle: ausarbeitung e-giraffe, Skript 6/21
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Wie wirkt sich die radiale Ladungsdichteverteilung (und wenn,wie ?) bei der Einordnung der chemischen Elemente im Periodensystem aus ?
Wenn Energetisch günstiger, wird z.B. zuerst das 4s vor dem 3s Orbital bevorzugt. Chemisch macht dies allerdings keinen Unterschied.
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Mit welchem Modell kann man die Emission von Alpha-Teilchen aus dem Atomkern und gleichzeitig die große Variation der Halbwertszeit für Alpha-Zerfall erklären?
Der Alphazerfall ergibt rechnerisch nach der empirischen Weizsäcker-Massenformel des Tröpfchenmodells.

Auf Grund der Abhängigkeit vom Coulomb-Potential.
Tags: Elementarteilchenphysik
Quelle: Skript 8/13
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Welche Atommodelle wurden besprochen? Geben Sie die zugrundeliegenden Ideen an. In welchen Bereichen der Physik verwendet man diese Modelle (oft stillschweigend) heute?
  • Rosienenkuchenmodell
  • * Gleichmäßige verteilung von Elektronen und Protonen
  • Dynamidenmodell
  • * Man schloss aus Kathodenstrahlenexperimenten das es viel freien Raum gibt
  • Rutherford
  • * Goldfolienexperiement Teilchem müssen einen konzenztrierten Punkt haben
  • Bohr
  • * Erweitertes Rutherford-Modell * Postulate  * Beschleunigte Kreisbewegung. Darf nach klassischer Physik nicht sein, weil müsste Energie abgeben.  * Beim Übergang zwischen höheren Energiebahn zu niedriger wird ein Lichtquant emittiert. (Andersrum absorbiert). Klassisch müsste es Licht abstrahlen mit
Tags: Atomphysik
Quelle: Skript 6/4
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Erläutern Sie anhand der Bindungsenergie der Nukleonen in Abhängigkeit von der Massenzahl, warum bei der Spaltung schwerer Atomkerne und der Fusion leichter Atomkerne Energie frei wird. Warum spalten sich die meisten schweren Atome nicht spontan? Welches Kernmodell wird dabei
verwendet?
  • Massedefekt: Die Masse eines Atomkerns ist kleiner als die Masse aller Protonen und Neutronenmassen.
  • Eine Energie freisetzende Umwandlung erfolgt immer in Richtung zum Maximum des Massedefekts." Also mit ansteigender Kurve. Man bewegt sich jeweils von Zuständen niedriger Bindungsenergie zu Zuständen höherer Bindungsenergie pro Nukleon.
  • Freigesetzte Enerige:


Verhalten sich einigermaßen stabil(Aktivierungsenergie)?
Ab Kernladungszahl 82, Neutronenzahl 126 sind Kerne nicht mehr stabil, es kommt zum -Zerfall.



Kernmodel: Wesentliche Eigenschaften sind über zwei verschiedene Modelle erklärbar (Tröpfchen- und Schalenmodel). Für die Bindungsenrgie der Nukleonen wird das Tröpfchenmodel herangezogen.
Tags: Kernphysik
Quelle: ExPhys 3
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Erläutern Sie den Hall-Effekt. Zur Messung welcher Größe werden sogenannte Hall-Sonden in der Technik verwendet?
Zur Messung von Magnetfeldstärke.

Die Stromdurchflossenes Plättchen wird in ein Magnetisches feld gebracht. Die Lorenzkraft übt eine Kraft auf die Ladung aus welche vom Elektrischen Feld kompensiert wird. Es kann eine Spannung proportional zum Magnetischen Feld gemessen werden.

Die Spannung tritt im rechten Winkel sowohl zum Feld als auch zum Strom auf, also "oben" und "unten" in der Grafik. Das wird durch die blaue und rote Einfärbung des Plättchens dargestellt.

Tags: Elektrizitätslehre
Quelle: Skript 3/24
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Welche Anforderungen stellt man an eine Lichtleitfaser zur Nachrichtenübertragung, und nach welchen Gesichtspunkten wird man die Wellenlänge des Lichts, mit dem Information übertragen werden soll, auswählen?
Prenzip: Totalreflexion.

Lichtleitfaser sollte kleine Dispersion und geringe Dämpfung haben.

Die Wellenlänge des Lichts wird in Abhängigkeit des
Lichtleiterdurchmessers gewählt. Bei falscher Wahl kommt es zur
„Zerfließung“ des Signals infolge von Dispersion.
Tags: Optik
Quelle: Skript 4/39; Skript 4/15
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Erklären Sie folgende Interferenzerscheinungen:
  • Gleicher Neigung
  • Gleicher Dicke

Geben Sie jeweils.mindestens ein Beispiel an, wo beide Effekte im täglichen leben beobachtbar sind. Erklären sie auch, warum und unter welchen Bedinguigen bei Beleuchtung mit weißem Licht Farbeffekte auftreten. Skizzen!
Inteferenz ist die Überlagerung der Amplituden zweier Wellen.
Interferenzen gleicher Neigung
Konstruktive Interferenz abhängig von Winkel .
z.B: Ölfilm auf Wasser, Seifenblase, Insektenflügel


Interferenzen gleicher Dicke
Interferenzen gleicher Dicke bedeutet, die Interferenzen hängen von der Dicke ab
Dicke der Schicht mit Brechungsindex n ist nicht konstant
z.B. 2 Glasplatten mit Luftschicht zwischen.

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Welche Kräfte wirken auf einen magnetischen Dipol in einem inhomogenen Magnetfeld und wie kann das Gesetz interpretiert werden?
Es wirkt nicht nur das Drehmoment sondern auch die Kraft



stehen Dipolmoment und Magnetfeld parallel, ist die Potentielle Energie 0.
Tags: Elektrizitätslehre
Quelle: Skript 3/20
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Linsensystem. Allegmeine Gleichungen für die Lösung von Linsensystemen.
Für die Bildenstehung an dünnen Linsen gilt die Abbildungsgleichug:



transversaler Abbildungsmaßstab:



Tags: Linsensysteme
Quelle:
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Was versteht man unter potentieller Energie?
ist die Energie, die ein Körper durch seine Position oder Lage in einem konservativen Kraftfeld enthält. (zB. Kraftfeld der Erde:



Potentielle Energie (im konservativen Kraftfeld) ist die Differenz der
Energien zwischen 2 Punkten.

Tags: Mechanik
Quelle: Egiraffe
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Wie werden Elektronen in eine Teilschale (z.B. 3p). eingefügt, wenn man im Periodensystem von einem Element zum nächsten weitergeht?
Pauli-Prenzip: Orbitale Gleicher Energie zuerst einfach, dann doppelt.

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Ein Auto der Masse m=1000 kg fahrt mit einer Geschwindigkeit von 72 km/h eine Steigung 10% bergauf. Welche Leistung ist dafür notwendig ? (, Reibung und Luftwiderstand werden vernachlässigt).",,,,4a,,,,,,1,,,
Mittels Satz von Pythagoras Weg ausrechnen



Dann Zeit ausrechnen:



dann Energie ausrechnen:



und jetzt kann man die Leistung berechnen:



für PS ca mal 1,36 ~27PS

Anderer Ansatz:





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Aus welchen 3 Hauptbauteilen besteht ein Kernspaltungsreaktor und welche Funktion haben sie?
  • Moderator Thermalisert die schnellen Neutronen
  • Brennelemente Brennelement z.B
  • Regelstäbe Neutronen Absorber, Bremsen die Reaktion
Tags: Kernphysik
Quelle: Skript 8/34
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Wie werden die chemischen Elemente im Periodensystem eingeordnet (Bohr'sches Aufbauprinzip)?
Von einem Element zum Nächsten wird jeweils ein Elektron und ein Proton(eventuell ein Neutron als "Kitt") hinzugefügt.

Dabei muss das Pauliprinzip berücksichtigt werden: Wenigstens eine der 4 Quantenzahlen des neuen Elektrons muss sich von den bereits vergebenen unterscheiden().

Elektronen mit gleicher Hauptquantenzahl fasst man in einer Schale zusammen.
Tags: Atomphysik
Quelle: Skript 6/48 (M: 6/44)
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Geben Sie die beiden besprochenen Modelle für den Aufbau der Atomkerne an und beschreiben Sie, welche Indizien für das jeweilige Modell sprechen?
Tröpfchenmodell
Modell betrachtet Nukleonen analog zu Flüssigkeitströpfchen und erkärt damit:
  • die von der von der Kernmasse weitgehend unabhängige Bindungsenergie. (~8MeV)
  • Geringe Reichweite der Kernkräfte, praktisch nur mit den Nachbarn.
  • die konstante Bindungsenergie pro Nukleon.


Enzelnukleonen Modell
2 Seperate Schalen für Neutronen und Protronen.
  • Anordnung nach Pauli


Es ist also die Erklärung der wesentlichen Kerneigenschaften durch zwei völlig verschiedene, sich widersprechende Modelle möglich.
Tags: Kernphysik
Quelle: Skript 8/7
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Welche Versuche führten zum Rutherford'schen Atommodell?
Rutherford führte Streuversuche mit α-Teilchen an dünnen Folien durch und beobachtete, dass nur selten eine Ablenkung um große Winkel erfolgt. Daraus konnte er folgern, dass die positive Ladung an einer Stelle im Atom konzentriert sein muss (Radius ca. cm). Dies führte zur Entstehung des Begriffs Atomkern. Um den Experimentell bekannten Atomradius (ca. cm) zu erklären, ordnete er die Elektronen auf Bahnen weit außerhalb des Kerns an.
Tags: Atomphysik
Quelle: Skript 6/2
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Erklären Sie den Zusammenhang zwischen Energie der beim Zerfall radioaktiver Isotope emittierten Alpha-Teilchen und der Lebensdauer der zerfallenden Kerne mit Hilfe des Tunneleffekts.
Ein vom Kern emittiertes Teilchen müsste nach der klassischen Physik eine höhere Energie besitzen als die Potentialbarriere hat. Als quantenmechanisches Teilchen hat kann es mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit durch den Potentialwall "tunneln"  und gelangt dann in des abtoßende Coulomb-Potential des Kernes und wird dort beschleunigt.
  • Wenn die Energie des -Teilchens größer ist
  • * Potentialbarriere kleiner * Tunnelwarscheinlichleit größer * Halbwertzeit kleiner * größer

.
Tags: Kernphysik
Quelle: Skript 8/13
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Ein Atomkern mit relativer Masse 237,9456 emittiert ein Alpha-Teilchen (relative Masse 4,0026) mit der kinetischen Energie 5 MeV und der entstandene angeregte Zwischen-Kern anschließend ein -Quant der Energie 1.2 MeV. Wie groß ist die relative Masse des stabilen Endkerns?
Tags:
Quelle: Egiraffenau
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Welche Energie (in eV) muss ein Photon mindestens besitzen, damit es sich (in Anwesenheit eines Atomkerns) in ein Elektron und ein Positron verwandeln kann (sog. "Paarerzeugung")?
Tags: Atomphysik
Quelle: Skript 6/70
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Wie viele Elektronen können sich in einer voll gefüllten Schale mit Hauptquantenzahl n aufhalten? Warum ist diese Zahl überhaupt begrenzt?
ist durch den Grad der Entartung des Wasserstoff-Energieniveaus gegeben.

Tags: Atomphysik
Quelle: Skript 6/45
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Erklären Sie anhand der radialen Ladungsdichteverteilung der Elektronen, warum nach dem Element Argon zunächst die Elektronen in die 4s-Schale (Kalium) und nicht in die 3d-Schale eingebaut werden.
Nach dem das 4s Orbital ein nebenmaximum in Kernnähe hat, erfährt es dort ein weniger abgeschirmtes Coulomb-Potential.
Es liegt daher energietisch günstiger.
Tags: Atomphysik
Quelle: Skript 6/22
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Erklären Sie anhand der radialen Ladungsdichteverteilung der Elektronen, warum nach dem Element Krypton zunächst die Elektronen in die 5s-Schale (Rubidium) und nicht in die 4d-Schale eingebaut werden.
Nach dem das 5s Orbital ein nebenmaximum in Kernnähe hat, erfährt es dort ein weniger abgeschirmtes Coulomb-Potential.
Es liegt daher energietisch günstiger.
Tags: Atomphysik
Quelle: Skript 6/22
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Mit welcher Spinanordung werden Elektronen in eine Teilschale (z.B. 4p) eingefügt, wenn man von einem Element zum nächsten weitergeht?
Immer zuerst mit dem UP-Spin, dann mit Down-Spin (Pauli)

ergänz this
Tags: Atomphysik
Quelle: Skript 6/45
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Erklären Sie den Unterschied zwischen spontaner und induzierter Emission.
Besetzungsinversion ist die voraussetzung
Spontan: Nicht vorhersehbar.

Stimulierte: Ein Photon im angeregten zustand wird mit einem Strahlungfeld stimuliert und emittiert ein identisches Photon wieder ab.
Tags: Atomphysik
Quelle: Skript 6/59 (M: 6/55)
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Wie wird beim Helium-Neon-Laser die Überbesetzung bestimmter Neon-Niveaus erzeugt?
Durch die Übertragung von Energie über Stößer 2. Art (durch He) auf das Neon Atom.

Diese Stoßer 2. Art können deshalb stattfinden, weil die metastablien Heliumneveus mit den Anregungsenergien der Neon-Niveau-Gruppen übereinstimmen.
Tags: Laser
Quelle: Skript 7/14
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Beim Beta-Zerfall wurde beobachtet, daß das emittierte Elektron keine diskrete, sondern eine sich über einen gewissen Bereich erstreckende Verteilung der kinetischen Energie besitzt. Wie wurde der Energiesatz "gerettet"?
Es wurde angenommen, dass noch ein weiteres Teilchen emittiert wird. In Nebelkammern wurde aber kein drittes Teilchen sichtbar. Daher schrieb man diesem Teilchen die Ruhemasse 0 und die Ladung 0 zu und postulierte die Existenz eines „Neutrino“. Später wurde die Existenz theoretisch und experimentell nachgewiesen.
Tags: Kernphysik
Quelle: Skript 8/14
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Warum müssen die in einem Reaktor durch Kernspaltung erzeugten Neutronen durch einen Moderator "thermalisiert" werden, damit die Kettenreaktion mit aufrecht bleibt?
Je langsamer ein Neutron ist, desto wahrscheinlicher wird es vom Uran235 aufgenommen und somit eine neue Kernspaltung erreicht. Die Neutronen müssen deshalb auf „thermische“ Energien herabgebremst werden.
Tags: Kernphysik
Quelle: Skript 8/23
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Welche Eigenschaften muß ein Moderatormaterial bei der Kernspaltung besitzen?
Je langsamer ein Neutron ist, desto wahrscheinlicher wird es vom Uran235 aufgenommen und somit eine neue Kernspaltung erreicht. Die Neutronen müssen deshalb auf „thermische“ Energien herabgebremst werden.

Ein Morderator soll Energie von den Neutronen übernehmen, die Neutronen aber nicht anlagern. Daher: Leicht und dicht.

Beispiele sind (schweres) Wasser und Graphit.
Tags: Kernphysik
Quelle: Skript 8/34 8/23
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Welche Eigenschaften muss ein Moderatormaterial für die Kernspaltung besitzen?
Die Neutronen sollen zwar abgebremst werden (inelastische Stöße), aber dürfen nicht an den Kern des Moderatoratoms gelangen. Die Energieabgabe soll möglichst groß sein (viele Atome). Man braucht also Stoffe mit leichten Kernen und möglichst großer Materialdichte zB. schweres Wasser, Graphit.
Tags: Kernphysik
Quelle: Skript 8/24
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Welche beiden Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit Laserlicht abgestrahlt werden kann?
  • Besetzunginversion
  • Höhere Wahrscheinlichtkeit zu induzierte emmision anstatt zur zufälligen.
  • Verstärkung
Tags: Laser
Quelle: Skript 7/14
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Werden die Schalen streng nach steigender Haupt- und Bahnquantenzahl gefüllt oder sind weitere Gesichtspunkte zu berücksichtigen?
Ladungsdichtepotential! Pauli!
Tags: Atomphysik
Quelle:
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Wie werden Elektronen in eine Teilschale eingebaut?
In eine Teilschale passen 2, zuerst up dann down spin.
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Wie konnte man in Zweifelsfällen die richtige Einordnung von Elementen in das Persiodensystem experimentell nachweisen?
Spektralanalyse?
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Mit welcher Spinanordnung werde Elektronen in eine Teilschale (z.B. 3p) eingefügt, wenn man im Periodensystem von einem Element zum nächsten weitergeht?
Nach pauli zuerst up dann down. immer 2 pro teilschale.
Tags: Atomphysik
Quelle:
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Röntgenröhre,An eine Röntgenröhre werde eine Spannung von U = 70 kV angelegt. Wie groß ist die Mindestwellenlänge der emittierten Röntgenstrahlung (nicht über Faustformel berechnen!)? Warum tritt keine Strahlung mit auf.
Skizze der spektralen Verteilung der Röntgen-Bremsstrahlung.





Tags: Röntgenstrahlung
Quelle: Skript 5/8
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Unter welchen Winkeln würde man Beugungsmaxima beobachten, wenn man als Wellenlänge das 4-fache von der Mindestwellenlänge() annimmt (Kristallspektrometer mit d=0,9 Angström)? Bitten geben sie einige Winkel und die dazugehörigen Beugungsordnungen an!
Bragg'sche Reflexionsbeugung:



Auf umformen, vor eine Laufvariable einführen. ein paar winkel ausrechen.

1 Beugusngsmaxima ist am intensitätsstärksten.

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Quelle: Skript 5/13
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Wie groß muß die Kernladungszahl der Antikathode mindestens sein, damit bei 70 kV noch keine charakteristische Röntgenstrahlung auftritt (Ionisierungsenergie des Wasserstoffatoms = 13,6 eV)?


mit und

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Was versteht man unter der longitudenalen Modenstruktur und wie kommt sie zustande?
Eine Longitudinalwelle – auch Längswelle genannt – ist eine physikalische Welle, die in Ausbreitungsrichtung schwingt.

Entstehung: Immer, Abhängig vom Abstand der Spiegel, bei festem Abstand ergeben sich versch. longitudinalmoden
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Quelle: Skript 7/7
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Was versteht man unter der transversalen Modenstruktur und wie kommt sie zustande?
Eine Transversalwelle – auch Quer-, Schub- oder Scherwelle genannt – ist eine physikalische Welle, bei der eine Schwingung senkrecht zu ihrer Ausbreitungsrichtung erfolgt.

Entstehung: wenn der spiegelabstand groß gegenüber dem spiegeldurchmesser ist wird beugungseffekt bemerkbar
Tags:
Quelle: Skript 7/7
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Ein gut kollimierter Elektronenstrahl trifft auf einen Kirstall mit dem Nezebeneabstand d = 0.9 Angström. Bei Phi = 25° beobachtet man ein Interferenzmaximum 1. Ordnung (Braggsche Reflexion). Wie groß ist die De Broglie-Wellenlänge der Elektronen und mit welcher Spannung wurden die Elektronen beschleunigt?
Mittels Bragg'scher Reflexion wird berechnet.




de Broglie Wellenlänge:
(



Tags: Röntgen
Quelle:
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Ein gut kollimierter Elektronenstrahl trifft auf einen Kirstall mit dem Nezebeneabstand d = 0.9 Angström. Bei Phi = 25° beobachtet man ein Interferenzmaximum 1. Ordnung (Braggsche Reflexion). Unter dem selben Winkel beobachtet man ein Interferenzmaximum für Röngtenlicht. Mit welcher Spannung wurde die Röngtenröhre betrieben, wenn man annimmt, dass die beobachtete Wellenlänge 5 x Lambda_min ist?
Erklären Sie qualitativ, warum die notwendigen Spannungen für die Beschleunigung der Elektronen und die Erzeugung der Röntgenphotonen so unterschiedlich sind.


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Beim Helium hat sich gezeigt, daß für gleiche Quantenzahlen n, l zwei verschiedene Energiezustände der Elektronen existieren. Wodurch kommt dies zustande? Wie wird dies im Rahmen der Quantenmechanik erklärt?
Helium hat zwei Elektronen und da diese je einen Spin haben, der zwei unterschiedliche Ausrichtungen annehmen kann, gibt es jeden Zustand zwei Mal. Einmal mit parallelen und einmal mit antiparallelen Spin. Es handelt sich um die einfach angeregten Zustände des Heliums - also die, bei denen n
und die Quantenzahlen eines Elektrons angeben, während das andere stets im Grundzustand n = 1 und = 0 ist.
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Welche Auswirkung hat die hier beobachtete Tatsache letztendlich auf die freien Elektronen in einem Metall?
Im Metall liegen Atome auf sehr dichtem Raum zusammen. Die Energieniveaus spalten sich aufgrund der Elektrostatischen Wechselwirkung der Elektronen mit unterschiedlichem Spin in 2 Bänder auf. Es entsteht ein
Valenz- und ein Leitungsband. Der Abstand der Bänder ist sehr gering und die Elektronen können schon beim Anlegen von sehr kleinen Feldstärken in einen höheren Energiezustand wechseln ⇒ sich sozusagen „frei bewegen“.
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Warum existiert im Triplett-System des Heliums kein Zustand mit Hauptquantenzahl n=1?
Hier kommt das PAULI-Prinzip zu tragen. Die beiden Elektronen des Heliums müssen sich mindestens in einer Quantenzahl unterscheiden. Triplett bedeutet aber, dass sie denselben Spin haben. Da ein Elektron schon im Zustand n = 1, l = 0 ist, kann das zweite nur dort Platz nehmen,
wenn es sich um einen Singulett-Zustand handelt.
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An eine Röntgenröhre werde eine Spannung von U = 90 kV angelegt. Man beobachtet eine Mindestwellenlänge Lambda_min von 0,137 Angström. Berechnen sie das Planck'sche Wirkungsquantum. Skizze der spektralen Verteilung der Röntgen-Bremsstrahlung.
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Kraftfeld,Welcher Zusammenhang besteht in einem konservativen Kraftfeld zwischen potentieller Energie und Kraft ? (Differentialform!)
Arbeit/ Energie W/E;









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Schätzen Sie ab, ob bei U=90kV charakteristische Strahlung auftritt, wenn die Antikathode aus Platin gefertigt wurde (Ionisierungenergie des Wasserstoffatoms 13,6 eV, Kernladungszahl von Platin Z = 78).
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Ein Atomkern mit relativer Masse 198,956 emittiert ein Alpha-Teilchen (relative Masse 4,0026) und anschließend ein Gamma-Quant der Energie 2.2 MeV. Der so entstandene Kern hat die relative Masse 194,9474. Wie groß ist die kinetische Energie des emittierten Alpha-Teilchens (in Einheiten MeV)?
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Welche Mindestenergie (in MeV) muß ein Gamma-Quant mindestens besitzen, damit im Feld eines Atomkerns ein Elektronen-Positronen-Paar erzeugt werden kann. ( und haben jeweils eine relative Masse l/1836). (Hinweis: Rechnung notweldig hinschreiben eines auswendig gewußten Werts reicht nicht)
Stichwort paarzerlegung.
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Welche beiden Eigenschaften zeichnen Laserlicht gegenüber natürlichem Licht besonders aus?
Es ist kohärent, das heißt phasengleich größere (100m) Entfernung parallel und es ist weitgehend monochromatisch.
Tags: Laser
Quelle:
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Sind freie Neutronen stabile Elementarteilchen oder zerfallen sie? Wenn ja, geben Sie bitte den Zerfall an!
Nicht stabil, zerfallen

Aus einem Neutron wird ein Proton, ein Elektron und ein Antineutrino.

~12min.
Tags: Elementarteilchen
Quelle: Skript 8/23
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Wie können freie Neutronen erzeugt werden?
  • Kernreaktion mit Neutronenabgabe
  • Fusionsneutronenquellen
  • Kernreaktoren
  • Photoneutronenquelle
  • "Zerschlagen" von Deuterium
Tags: Elementarteilchen
Quelle: Skript 8/23
Kartensatzinfo:
Autor: Julian
Oberthema: Physik
Thema: Physik TE
Schule / Uni: Technische Universität
Ort: Graz
Veröffentlicht: 02.03.2014
 
Schlagwörter Karten:
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