Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Physik

Rutherford-Experiment und Atommodell

Versuchsaufbau

Der englische Physiker E. Rutherford erforschte den Aufbau der Atome. Er bestrahlte eine dünne Goldfolie mit α-Strahlen, um weitere Aufschlüsse über den Bau der Atome zu erhalten. Als Strahlungsquelle diente ihm Radium. Das Radium befand sich in einem Bleiblock, aus dem die positiv geladenen α-Teilchen durch eine Öffnung gebündelt austreten konnten. Durch den luftleeren Raum wurden diese Teilchen auf eine dünne Goldfolie geschossen, und rund um diese Folie war ein Fotoschirm aufgebaut, um die Strahlen aufzufangen.

Beobachtungen und Ergebnisse

Da die radioaktiven α-Strahlen vergleichsweise viel Masse besitzen, erwartete Rutherford, dass die Strahlen von der Goldfolie zurückgeworfen werden.... Weiterlesen "Rutherford-Experiment: Alpha‑Streuung, Atomkern und Vergleich mit Bohr" »

Das elektrische Feld

Ein elektrisches Feld ist der Zustand des Raumes um einen elektrisch geladenen Körper, in dem auf andere elektrisch geladene Körper Kräfte ausgeübt werden. Es ist nur an seinen Wirkungen erkennbar und nachweisbar (von + nach -).

Modell der Feldlinien

Für das Feldlinienbild als Modell des elektrischen Feldes gilt:

• Je größer die Anzahl der Feldlinien in einem bestimmten Gebiet des Feldes ist, desto stärker ist die dort wirkende Kraft auf einen geladenen Körper.
• Die Richtung der Feldlinien gibt die Richtung der wirkenden Kraft auf einen geladenen Körper an. Dabei ist die Art der Ladung zu beachten.

Grundlagen des Magnetismus

Magnetische Zustände lassen sich wie folgt unterscheiden:

• Unmagnetisierter Zustand: Elementarmagnete

Montage

• Cut In / Cut Out: Hinein- oder Herausschneiden.
• Cut Away: Perspektivwechsel oder neue Szene.
• POV (Point of View): Für eine neue Achse.
• Track In: Kamerafahrt auf das Objekt zu.
• Zoom in: Brennweitenveränderung.
• Travelling: Kamera bewegt sich, Größe bleibt gleich.
• Tracking: Kamera folgt, Größe verändert sich.
• Retardierendes Element: Verzögerung für Spannung.

Technische Übergänge

• Hartschnitt: Abrupter Bildwechsel; wird immer angewandt, Bildkomposition ist hierbei entscheidend.
• Blende: Alte Einstellung wird dunkler, neue wird heller; signalisiert Zeitvergehen, heute eher unerwünscht.
• Auf- und Abblende: Abblende für Zeitsprünge oder Beruhigung, Aufblende als Vorhangeffekt.
• Holperschnitt: Beschreibt die Schnittwirkung auf den Zuschauer; kein

Kosmische Geschwindigkeiten

• 1. Kosmische Geschwindigkeit (v1): Jene Geschwindigkeit, mit der sich ein Flugkörper bewegt, wenn er (antriebslos) direkt über der Erdoberfläche um die Erde kreist.
  m * v²/r = Zentripetalkraft = G * m1 * m2 / r² = Gravitationskraft
  → v1 = Wurzel aus G * m(Erde) / r = 7,9 km/s
• 2. Kosmische Geschwindigkeit (v2): Jene Geschwindigkeit, mit der ein Körper von der Erde mindestens abgeschossen werden muss, um ohne weiteren Antrieb dem Gravitationsfeld der Erde zu entkommen.
  v2 = Wurzel aus 2 * G * m(Erde) / R = 11,2 km/s
• 3. Kosmische Geschwindigkeit (v3): Jene Geschwindigkeit, mit der ein Körper von der Erde in Richtung der Bewegung um die Sonne mindestens abgeschossen werden muss, um ohne weiteren Antrieb dem Gravitationsfeld

Grundlagen der Radioaktivität

Röntgenstrahlung entsteht, wenn schnelle Elektronen stark abgebremst werden.

Röntgenstrahlung besteht wie Licht aus Photonen, deren Energie allerdings deutlich über der von sichtbarem Licht liegt.

Als Nukleonen bezeichnet man die Bestandteile des Kerns, also Neutronen und Protonen.

Die Massenzahl gibt die Anzahl der Nukleonen in einem Kern an.

Die Kernladungszahl gibt die Anzahl der Protonen eines Kerns an.

Als Isotope bezeichnet man Arten von Atomen, deren Atomkerne gleich viele Protonen, aber verschieden viele Neutronen enthalten. Sie haben dann verschiedene Massenzahlen, stellen aber das gleiche Element dar.

Ein Ion ist ein elektrisch geladenes Atom. Atome haben im gewöhnlichen, neutralen Zustand genauso viele... Weiterlesen "Grundlagen der Radioaktivität: Strahlung und Zerfall" »

Franck-Hertz-Versuch

Mögliche Antworten zum Arbeitsblatt zum Franck-Hertz-Versuch mit Quecksilber.

1. Erkläre den Versuchsaufbau und die Durchführung

In einer wahlweise mit Quecksilber oder Neon gefüllten Röhre befinden sich eine Glühkathode und ihr gegenüber eine Anode. Bei der mit Quecksilber gefüllten Röhre befindet sich zwischen Kathode und Anode zudem ein Gitter mit einer Beschleunigungsspannung von 0–60 V. An der Anode liegt zusätzlich eine Gegenspannung an.

Durch das Erhitzen der Glühkathode (Heizspannung) erhalten einige Elektronen genug Energie, um aus dieser auszutreten. Sie werden daraufhin durch die am Gitter anliegende Spannung beschleunigt und erhalten die Energie E = e · U, wobei e die Elektronenladung ist. Da an der... Weiterlesen "Arbeitsblatt: Der Franck-Hertz-Versuch" »

Emissionsspektren

Unter dem Emissionsspektrum versteht man das elektromagnetische Spektrum, das von Körpern, Atomen oder Molekülen nach geeigneter Anregung (Erhitzung, Stoß durch Elektronen usw.) ausgesandt wird. Die Körper, Atome oder Moleküle stellen hierbei die Strahlungssender dar.

Heiße Materialien (z. B. eine Glühwendel oder die Sonne) senden in der Regel ein kontinuierliches Spektrum aus, während Atome oder Moleküle eines verdünnten Gases sogenannte Linienspektren emittieren, die charakteristisch für das jeweilige Atom bzw. Molekül sind.

Experimente Flammenfärbung

Flammenfärbung:

Es werden verschiedene Salzatome in die Flamme gehalten. Jedes Salzatom benötigt aber eine andere, ganz bestimmte Energie, um angeregt zu werden.... Weiterlesen "Emissionsspektren und ihre Anwendungen" »

Flammenfärbung

Es werden verschiedene Salzatome in die Flamme gehalten. Jedes Salzatom benötigt aber eine andere Energie, um angeregt zu werden. Die Flamme bietet ein kontinuierliches Energiespektrum, aus dem sich das jeweilige Salzatom genau den Energiebetrag holen kann, den es für seine Anregung braucht. Elektronen werden also in höhere Niveaus angeregt, dort bleiben sie aber nur ganz kurz und emittieren beim Zurückspringen Lichtphotonen mit genau der vorher absorbierten Energie, was jeweils einer ganz bestimmten Frequenz (Farbe) entspricht.

Emissionsspektrum

Unter dem Emissionsspektrum versteht man das elektromagnetische Spektrum, das von Körpern, Atomen oder Molekülen nach geeigneter Anregung (Erhitzung, Stoß durch Elektronen usw.)... Weiterlesen "Flammenfärbung und Emissionsspektrum: Theorien bestätigt" »

Geometrie: Parameterform → Koordinatenform

Parameterform → Koordinatenform: Berechne das Kreuzprodukt der beiden Spannvektoren → Ergebnis ist n (Normalenvektor). Das liefert die Ebenengleichung ohne den Parameter a. Durch Einsetzen des Aufpunkts der Ebene erhält man a.

Lagebeziehung Gerade – Gerade

Fall 1: Richtungsvektoren parallel (v ∥ u)

• Teste, ob der Aufpunkt P1 auf der anderen Gerade liegt.
• Fall 1a: P liegt auf h → Dann sind die Geraden identisch.
• Fall 1b: P liegt nicht auf h → Dann sind die Geraden echt parallel.

Fall 2: Richtungsvektoren nicht parallel

Dann beide Geradengleichungen gleichsetzen (3 Koordinaten).

• Fall 2a: Es gibt eine Lösung → Die Geraden schneiden sich in einem Punkt.
• Fall 2b: Keine Lösung → Die Geraden sind

a) Arten des lichtelektrischen Effekts

Äußerer lichtelektrischer Effekt: Durch Bestrahlung mit Licht werden Elektronen aus Oberflächen abgelöst.

Innerer lichtelektrischer Effekt: Im Inneren von Stoffen (Halbleitern) werden durch Licht Elektronen aus der Bindung gelöst und stehen dann im Stoff als wanderungsfähige Ladungsträger zur Verfügung.

b) Nachweis des äußeren Lichtelektrischen Effekts

Wenn eine negativ geladene Zinkplatte mit ultraviolettem Licht (UV-Licht) bestrahlt wird, entlädt sich die Platte. Verwendet man stattdessen sichtbares Licht, wird die negativ geladene Zinkplatte praktisch nicht entladen, selbst bei sehr hoher Lichtintensität. Bestrahlt man eine positiv geladene Platte mit beliebigem Licht, tritt kein Effekt auf.... Weiterlesen "Lichtelektrischer Effekt: Grundlagen, Nachweis und Anwendungen" »