Atomaufbau / Ladung
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Atomaufbau / Ladung Definition Ladung: Es gibt negative und positive Ladungen. Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab. Träger der negativen Ladung sind die Elektronen (Atomhülle). Träger der Positiven Ladung sind die Protonen (Atomkern). In Metallen sind die Elektronen frei beweglich. In Isolatoren dagegen sind alle Elektronen fest an die Atome gebunden. 22.11..2016 Elektroskop 22.11.2016 Ladungen können mit dem Elektroskop sichtbar gemacht werden. Zeichne eine Ladungsverteilung für den dargestellten Influenzfall. Begriffe: Elementarladung, Einheit: Coulomb Hallwachs-Experiment Bestrahlung einer geladenen Zinkplatte mit dem Licht einer Quecksilberdampflampe Skizziere das Experiment Notiere und Interpretiere die Beobachtungen 22.11.2016 Photoeffekt 22.11.2016 Bestrahlt man eine (negativ) geladene Metallplatte mit Licht so können Elektronen austreten. Hierzu ist UV-Licht nötig. Photoeffekt-Zusammenhänge 22.11.2016 Lies S. 360/361 im Metzler Physik (alt) Versuche 9/2 und 9/3 und verfasse mit Hilfe der folgenden Begriffe einen eigenen Text Cäsium Frequenz des Lichts Zink maximale kinetische Energie Tageslicht Elektronen herauslösen Gegenspannung W =q⋅U abbremst Spannung, so gepolt Mindest-Frequenz elektrisches Feld Photoeffekt – Vertiefende Aufg. 29.11.2016 Bestimme das Ergebnis der Messung: Bei der Bestrahlung von Cäsium mit Licht der Frequenz 6,88 ⋅ 1014 Hz haben die austretenden Elektronen eine maximale kinetische Energie von … (siehe Messwerte im Metzler S. 361) Fertige eine Skizze des Versuchs an, in der das Licht als Welle, das Elektron als kleiner Kreis mit Minus und die Gegenspannung als Polung der beiden Elektroden (+/-) kenntlich gemacht werden. Die Bewegungsrichtung des (oder eines) Elektrons soll als Pfeil eingezeichnet werden. Photoeffekt messen Wir messen den Photoeffekt: • Tabelle der Messwerte (welche Größen müssen gemessen werden – welche berechnet) • Graphische Darstellung der Ergebnisse (was muss wie aufgetragen werden) • Auswertung / Interpretation der Ergebnisse 29.11.2016 Photoeffekt-Messwerte Messwerte aus den Geräteunterlagen von Leybold 29.11.2016 Das Planck‘sche Wirkungsquantum 29.11.2016 Man stellt fest, dass die Steigung der Geraden nicht vom Material abhängig ist. Was bedeutet dies? Man stellt fest, dass die notwendige Gegenspannung nicht von der Nähe oder Helligkeit der Lampe abhängig ist (es verändert sich lediglich die gemessene Stromstärke) Energie in Portionen - Lichtquantenhypothese Der Quantensprung – groß oder klein? diskontinuierliche Veränderung! Elektron ↔ Photon 13.122016 Licht ist eine Welle aber agiert auch als Teilchen (Stößt auf Elektronen) Mit E=mc² und E=h·f könnte man rechnerisch eine Masse oder einen Impuls des Lichts (!) bestimmen. Man spricht von der Welle-Teilchen-Dualität Wie ist das bei Elektronen: Film Dr. Quantum DoubleSlitExp. Es ist sinnvoll die Beschaffenheit von Elektronen genauer zu Untersuchen Felder 13.12.2016 Wirkungen im Raum über Entfernungen hinweg werden häufig durch Felder beschrieben. • Welche Felder sind bekannt? • Bedeutung der Pfeile? • Wie kann man sie messen? • Kann man die Idee auch auf die Wirkung von elektrischen Ladungen übertragen? Felder zeichnen 13.12.2016 Aufgabe: Zeichne ein Gravitationsfeld mit Vektorpfeilen, achte auf die Länge. Zeichne a) das Feld z.B. im Klassenraum b) das Feld im Weltraum um die Erde herum Das elektrische Feld 13.12.2016 • Felder werden mit Vektoren gezeichnet • Können auch durch Feldlinien beschrieben werden als Weg einer positiven Ladung im elektr. Feld • Beschreibung durch eine Gleichung – Coulombsches Kraftgesetz • Feldlinien verlaufen von positiven zu negativen Ladungen • Feldlinien auf Metalloberflächen stehen ____________ • Idee der Probeladung – Kraft auf die Probeladung Feld im Kondensator 13.12.2016 • homogenes Feld: überall gleich stark und gleich gerichtet Aufgaben HowTo 13.12.2016 • Bei Einheiten gibt es folgende Abkürzungen: (siehe Tabelle) • Bitte mit Zehnerpotenzen rechnen Beispiel: 7 kN 7 10³ N 12 N = ⋅ −9⋅ =3,5⋅10 2 nC 2 10 C C m μ n p f k M G milli mikro nano pico femto kilo mega giga −3 10 −6 10 −9 10 −12 10 −15 10 10 3 10 6 • egeben, Gesucht notieren – das er9 10 leichtert oft den Start • Bei Texten platz lassen (Rand und zwischen den Zeilen) für Kommentare und Ergänzungen • Pronomen (sie, die, es) vermeiden außer wenn der Bezug eindeutig ist. (schlechtes Beispiel: Sie zieht es an) Spannung und Energie 13.12.2016 • Spannung und elektrisches Feld: E U= d • Energie eines Teilchens, dass das komplette Kondensatorfeld durchläuft: W =q⋅U • Energieeinheit 1 eV =1,602⋅10−19 J
