Ideales Gasgesetz

Schularbeitenstoff
2.Schularbeit
A) Gegensatz zwischen Interferenz und Unterscheidbarkeit klassisch denkbarer
Möglichkeiten
1.) Doppelspaltexperiment
2.) Mach-Zehnder-Interferometer
3.) Doppelspaltexperiment mit Polarisationsfolien
B) De Broglie-Beziehung
1.) De-Broglie-Beziehung
C) Masse und relativistische Energie
1.) Relativistische Massenzunahme
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/spezielle-relativitaetstheorie/aufgaben#
#lightbox=/themenbereiche/spezielle-relativitaetstheorie/lb/musteraufgaben-grundkursniveaumassenzunahme
2.) Elektronen im Magnetfeld
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/spezielle-relativitaetstheorie/aufgaben#
#lightbox=/themenbereiche/spezielle-relativitaetstheorie/lb/musteraufgaben-grundkursniveaurelativistische#lightbox=/themenbereiche/spezielle-relativitaetstheorie/lb/musteraufgabengrundkursniveau-relativistische
3.) Aufgabe zur Elektronenbeschleunigung
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/spezielle-relativitaetstheorie/aufgaben#
#lightbox=/themenbereiche/spezielle-relativitaetstheorie/lb/musteraufgaben-grundkursniveaugeschwindigkeit-aus#lightbox=/themenbereiche/speziellerelativitaetstheorie/lb/musteraufgaben-grundkursniveau-geschwindigkeitaus#lightbox=/themenbereiche/spezielle-relativitaetstheorie/lb/musteraufgabengrundkursniveau-geschwindigkeit-aus
4.) Aufgabe zu Teilchenbeschleuniger
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/spezielle-relativitaetstheorie/aufgaben#
#lightbox=/themenbereiche/spezielle-relativitaetstheorie/lb/musteraufgaben-grundkursniveausynchrotron
D) Bindungsenergie und Massendefekt, Kernphysik
Für die Lösung der Aufgaben brauchst du Informationen über die Atom- und Kernmassen.
Diese sind über folgenden Link erhältlich:
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/kernphysik-grundlagen/ausblick
1.) Um wie viel % würde die Masse der Bestandteile eines α-Teilchens ansteigen, wenn man
es zerlegen würde? (mP=1,00727646681u, mN=1,008664916u, m=4,001506179127u)
2.) 238
94 Pu ist ein α-Strahler. Er zerfällt in U. Zusätzlich wird auch noch γ-Strahlung der
Energie von 42keV ausgesendet.
a) Bestimme Massen- und Ordnungszahl des Urans!
b) Die Kernmasse des Mutterkernes beträgt 237,99862u, die des Tochterkerns 233,99108u
und die des α-Teilchens 4,0015062u (1u=1,661027kg).
i) Berechne die Energie des α-Teilchens, indem du die Rückstoßenergie des Urans
vernachlässigst.
ii) Schätze das Verhältnis der Rückstoßenergie des Urans zur Energie des α-Teilchens ab!
(Das α-Teilchen bewegt sich im nichtrelativistischen Bereich.) (Hinweis: Kombiniere
Energie- mit Impulserhaltung!)
1
c) Berechne die Wellenlänge der emittierten γ-Strahlung!
d) Die Energie der α-Teilchen soll in einem Magnetfeld gemessen werden. Die Anordnung ist
dem ablenkenden Feld in einem Massenspektrometer analog.
i) Welche Flussdichte muss das Magnetfeld haben, damit sich ein Bahnradius von 0,25m
ergibt?
ii) Zeichne eine Skizze der Ablenkeinheit mit der richtigen Richtung des Magnetfeldes im
Verhältnis zur Flugrichtung des α-Teilchens!
3.)
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/kernreaktionen/aufgaben#
#lightbox=/themenbereiche/kernreaktionen/lb/musteraufgaben-oberstufe-bindungsenergiepro-nukleon
4.)
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/kernreaktionen/aufgaben#
#lightbox=/themenbereiche/kernreaktionen/lb/musteraufgaben-oberstufe-relativermassendefekt
5.)
Herstellung eines künstlichen Elementes (Röntgenium)
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/kernreaktionen/aufgaben#
#lightbox=/themenbereiche/kernreaktionen/lb/musteraufgaben-oberstufe-roentgenium
6.)
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/kernreaktionen/aufgaben#
#lightbox=/themenbereiche/kernreaktionen/lb/musteraufgaben-oberstufe-freie-neutronen
7.)
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/kernreaktionen/aufgaben#
#lightbox=/themenbereiche/kernreaktionen/lb/musteraufgaben-oberstufe-bestimmung-derneutronenmasse#lightbox=/themenbereiche/kernreaktionen/lb/musteraufgaben-oberstufebestimmung-derneutronenmasse#lightbox=/themenbereiche/kernreaktionen/lb/musteraufgaben-oberstufebestimmung-der-neutronenmasse
E) Franck-Hertz Versuch
Simulation Franck-Hertz
http://www.mabo-physik.de/franck_hertz_versuch.html
Aufgabe 1
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/atomarerenergieaustausch/aufgaben#lightbox=/themenbereiche/atomarerenergieaustausch/lb/atomarer-energieaustausch-musteraufgaben-oberstufe-5
Aufgabe 2
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/atomarerenergieaustausch/aufgaben#lightbox=/themenbereiche/atomarerenergieaustausch/lb/atomarer-energieaustausch-musteraufgaben-oberstufe-4
Aufgabe 3 (ohne Aufgabe f))
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/atomarerenergieaustausch/aufgaben#lightbox=/themenbereiche/atomarerenergieaustausch/lb/atomarer-energieaustausch-musteraufgaben-oberstufe-8
Aufgabe 4 (Achtung! nur für Experten)
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/atomarerenergieaustausch/aufgaben#lightbox=/themenbereiche/atomarerenergieaustausch/lb/musteraufgaben-oberstufe-elektronenstoss-mit-helium-0
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F) Fotoeffekt
Aufgabe 1
Eigentlich müsste die Fragestellung lauten: „Zwischen welchen Wellenlängen liegen die
Photonen, die den Photoeffekt bewirken?
http://lp.uni-goettingen.de/get/text/4060
Aufgabe 2
http://home.arcor.de/pirat111/Photoeffekt/Aufgabe%20%20uebungsaufgaben%20zum%20Photoeffekt.pdf
(Hinweis zu Aufgabe 5: Anstelle des Geradesichtsprismas kann auch ein Gitter verwendet
werden.Hinweis zu Aufgabe 3b) Falsche Lösung! (nrot/nblau)=3,07)
Aufgabe 3
http://www.leifiphysik.de/web_ph11_g8/musteraufgaben/07quantenobjekte/fotoeffekt_g8_by
_2011/fotoeffekt.htm
Simulation Fotoeffekt
http://www.walter-fendt.de/ph14d/photoeffekt.htm
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