Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Physik

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" »

Grundlagen der mechanischen Schwingungen

Eine (mechanische) Schwingung ist eine zeitlich periodische Bewegung um eine Gleichgewichtslage bzw. die Änderung physikalischer Größen (Abstand, Geschwindigkeit v, Beschleunigung a, Energie).

Voraussetzungen für die Entstehung

• Das Vorhandensein schwingungsfähiger Körper, die auch als Oszillatoren oder Schwinger bezeichnet werden.
• Die Auslenkung dieser Oszillatoren aus der Gleichgewichtslage (Energiezufuhr).
• Das Vorhandensein einer zur Gleichgewichtslage rücktreibenden Kraft.

Allerdings wird ein ausgelenkter Körper durch diese Kraft beschleunigt, sodass er beim Erreichen der Gleichgewichtslage nicht verharrt, sondern sich vielmehr infolge seiner Trägheit über diese Lage hinaus weiterbewegt. Außerhalb... Weiterlesen "Grundlagen der mechanischen Schwingungen: Eine Übersicht" »

1 Welche physikalische Größe kann man mit dem Fadenstrahlrohr im Helmholz-Versuch bestimmen?

Man kann die spezifische Elementarladung e/m bestimmen

2 Wie groß ist die Lorentzkraft F l?

Eine elektrische Ladung q=15e wird mit der Geschwindigkeit v=2,75*10^5 m/s senkrecht durch ein Magnetfeld B=0,46 uT geschossen. Hinweis e=1,602*10^15C.

F L=q*v*B=15*1,602*10^-19 C+2,75*10^5 m/s*0,46*10^-6T=3,04*10^-19 C

3 Welche Aufgabe hat der Geschwindigkeitsfilter?

Die Geschwindigkeit der geladenen Teilchen werden durch Feldüberlagerung(E+B) in die Richtung der Lochblende gelenkt 

4 Womit trennt ein massenspektrometer die geladenen Teilchen unterschiedlicher Masse?

Durch ein Magnetfeld B werden die teilchen auf unterschiedliche Kreisbahnen gelenkt.

5 Was versteht

Überlagerung Harmonischer Schwingungen

Überlagern sich zwei harmonische Schwingungen gleicher Frequenz, so entsteht wieder eine harmonische Schwingung mit der gleichen Frequenz. Überlagern sich zwei harmonische Schwingungen unterschiedlicher Frequenz, so ist die resultierende Schwingung im Allgemeinen keine harmonische Schwingung mehr (siehe Zeigerdarstellung).

Definition und Eigenschaften von Wellen

Was ist eine Welle?

Eine (mechanische) Welle ist die Ausbreitung einer mechanischen Schwingung im Raum. Alternativ: Eine Welle ist eine zeitlich und räumlich periodische Änderung physikalischer Größen.

Voraussetzungen für die Wellenausbreitung

• Das Vorhandensein von miteinander gekoppelten Oszillatoren.
• Die Anregung von mindestens einem der Oszillatoren

Standardmodell der Teilchenphysik

Bosonen

Bosonen sind Teilchen mit ganzzahligem Spin, die für die Übertragung von Kräften verantwortlich sind.

• Gluonen: Vermitteln die starke Wechselwirkung, die für den Zusammenhalt von Protonen und Neutronen im Atomkern verantwortlich ist.
• W- und Z-Bosonen: Vermitteln die schwache Wechselwirkung, die für die Umwandlung von Teilchen ineinander verantwortlich ist.
• Photonen: Vermitteln die elektromagnetische Kraft.
• Gravitonen: Vermitteln die Gravitationskraft (hypothetische Teilchen, bisher nicht nachgewiesen).
• Higgs-Bosonen: Verleihen anderen Teilchen Masse durch das Higgs-Feld (2012 am CERN nachgewiesen).

Fermionen

Fermionen sind Teilchen mit halbzahligem Spin, aus denen die Materie aufgebaut ist. Man unterscheidet... Weiterlesen "Standardmodell und Radioaktivität" »