387
🖩
In einer Röntgenröhre werden Elektronen mit einer Spannung von 40 kV beschleunigt. Welche Geschwindigkeit erreichen sie?
643
🖩
Auf eine ideal reflektierende Fläche von 1 cm² wirkt eine Strahlung mit der Leistung 10 W. Wie groß ist der entstehende Strahlungsdruck?
644
🖩
Röntgenphotonen
Wie groß sind Energie, Masse, Impuls der Röntgenphotonen, die in einer Bildröhre (altes Fernsehgerät)mit der Beschleunigungsspannung 20 kV entstehen?
645
🖩
Eine Fotokathode aus Kalium (`W_"A"=2,24" eV"`) wird mit Licht bis zu einer kürzesten Wellenlänge `λ=238" nm"` bestrahlt.
Welche größte Geschwindigkeit besitzen die ausgelösten Fotoelektronen?
Bei welcher Gegenspannung werden alle Elektronen abgebremst?
646
🖩
Wie groß ist der maximale Impuls der Röntgen-Photonen, die in einer Bildröhre (altes Fernsehgerät) entstehen? (`U=16" kV"`)
647
🖩
Barium hat die Austrittsarbeit `1,9" eV"` und wird mit UV-Licht der Wellenlänge `240" nm"` bestrahlt.
Wie groß sind die Grenzwellenlänge und die Grenzfrequenz für den Fotoeffekt?
Mit welcher (maximalen) Geschwindigkeit verlassen die Fotoelektronen dieses Metall?
648
🖩
Wie groß ist die Austrittsarbeit eines Metalls, aus dem sichtbares Licht gerade keine Elektronen auslösen kann? (Fotoeffekt)
651
🖩
Ortsunschärfe
Zur Zeit `t=0` wird der Ort eines Elektrons mit der Unschärfe `Δx=1" µm"` gemessen.
Wie groß ist die Ortsunschärfe nach 1 s?
652
❓
Warum muss ein Schwarzer Körper mehr Energie ausstrahlen als jeder andere Körper auf gleicher Temperatur?
663
🖩
Fotozelle
Eine Fotozelle wird mit einer Lichtleistung von 20 mW bestrahlt. Wenn die gesamte eingestrahlte Energie zur Auslösung von Fotoelektronen verwendet wird, so fließt ein Fotostrom von 8,5 mA. Wie groß kann höchstens die Austrittsarbeit der Kathode sein?
664
🖩
Eine Natriumfotozelle, bei der die Austrittsarbeit 1,91 eV beträgt, wird mit Licht der Wellenlänge 650 nm bestrahlt. Die Lichtleistung am Ort der Fotoschicht beträgt 10 mW. Wie groß ist die Stromstärke in der Zelle, wenn die gesamte eingestrahlte Energie zur Erzeugung von Fotoelektronen verwendet wird?
674
🖩
Wie groß ist (maximal) die Masse der Röntgen-Photonen, die in einer Bildröhre (altes Fernsehgerät) entstehen? (`U=26" kV"`)
679
🖩
Unschärferelation
Zu einem Zeitpunkt wird der Ort eines Staubkornes (1 µg) mit der Unschärfe von 0,001 mm gemessen.
Wie groß ist die Geschwindigkeitsunschärfe?
682
🖩
Fotoeffekt
Bei Bestrahlung eines Metalls mit Licht der Wellenlänge 564 nm muss man eine Gegenspannung von 1,35 V anlegen, um den Fotostrom bis auf 0 zu regeln. Welche Geschwindigkeit haben Fotoelektronen, die aus diesem Metall von Licht der Wellenlänge 437 nm ausgelöst werden?
684
❓
Welche Möglichkeiten gibt es, aus der Strahlung eines Körpers auf seine Temperatur zu schließen?
685
🖩
Elektronen werden auf die Geschwindigkeit `v = 2,17·10^7" m/s"` beschleunigt und treffen dann auf eine Metallplatte.
Wie groß sind Masse und Impuls der dabei entstehenden Photonen?
1246
🖩
Berechnen Sie die Leistung, die ein Heizkörper von 1 m² Oberfläche bei einer Temperatur von 100°C an ein Zimmer von 20°C durch Strahlung höchstens abgibt!
1252
🖩
Im Explosionskern einer Wasserstoffbombe werden Temperaturen um `5*10^7" K"` erreicht. Es entsteht ein enorm intensiver Strahlungsblitz.
Welche Strahlungsleistung hat eine Kugel mit `r = 1 " m"` bei dieser Temperatur?
Wie groß ist die Leistungsdichte der Strahlung `S` in W/m² in 5 km Entfernung? Vergleichen Sie den erhaltenen Wert mit der Solarkonstanten! (`5,67*10^{–8}" W/m²K⁴"`)
1253
🖩
Ein als Schwarzer Körper zu betrachtender Schmelzofen hat die Innentemperatur 1300°C. Er besitzt eine 20 cm x 25 cm große Öffnung. Die Außentemperatur beträgt 25°C.
Welche Wärmemenge strahlt der Ofen pro Stunde ab?
1257
🖩
Welche Temperatur hat die aus 10 m Chromnickeldraht von 1 mm Dicke gedrehte Wendel eines elektrischen Strahlofens, der eine Leistung von 1 kW aufnimmt, bei einer Raumtemperatur von 18°C? (ε = 0,6)
1259
🖩
Welche Leistung gibt ein Heizkörper von 1 m² Fläche bei einer Temperatur von 80°C an ein Zimmer von 20°C durch Strahlung höchstens ab?
1260
🖩
Der Metallfaden (Durchmesser 0,02 mm, Länge 10 cm) einer Glühlampe wird vom elektrischen Strom auf 3000 K erhitzt. Wie groß ist die abgestrahlte Leistung? (Annahme: Schwarzer Körper)
1261
🖩
Der Glühfaden einer 150-W-Halogenlampe strahlt wie eine Rechteckfläche von 2 · (5,8 · 2,9 mm²). Berechnen Sie die Temperatur des Glühfadens unter der Annahme, dass er ein Schwarzer Strahler ist und Energie nur durch Strahlung abgibt.
1326
🖩
Eisen besitzt die Austrittsarbeit `4,63" eV"`. Mit welcher Geschwindigkeit verlassen die Fotoelektronen dieses Metall, wenn Strahlung mit der Wellenlänge von `180" nm"` auftrifft?
1327
🖩
Lithium besitzt die Austrittsarbeit `2,9" eV"`. Mit welcher Geschwindigkeit verlassen die Elektronen dieses Metall bei Bestrahlung mit UV-Licht der Wellenlänge `240" nm"`?
1709
🖩
Ein als schwarzer Körper zu betrachtender Schmelzofen hat die Innentemperatur 1300°C. Er besitzt eine 20 cm x 25 cm große Öffnung. Die Außentemperatur beträgt 25°C.
Bei welcher Wellenlänge strahlt der Ofen am meisten Energie ab?
1710
🖩
Ein als schwarzer Körper zu betrachtender Schmelzofen hat die Innentemperatur 1300°C. Er besitzt eine 20 cm x 25 cm große Öffnung. Die Außentemperatur beträgt 25°C.
Welche Energie transportiert ein Strahlungsquant mit der Wellenlänge bei der maximalen Ausstrahlung aus dem Ofen?
1711
🖩
Wie groß ist die Energie eines Strahlungsquants der Wellenlänge 550 nm (grünes Licht) in eV?
1712
🖩
Wie groß ist die Energie eines Strahlungsquants der Wellenlänge 2 nm (Röntgenstrahlung) in eV?
1714
🖩
Die Ausstrahlung der Sonne besitzt ein Maximum bei der Wellenlänge 500 nm. Wie hoch ist ihre Oberflächentemperatur?
1715
🖩
Ein Heizkörper hat bei einer strahlenden Oberfläche von 1,5 m² eine Temperatur von 80°C. Welche Heizleistung gibt er durch Strahlung an die Umgebung (20°C) ab?
1716
🖩
Die Sonne besitzt eine Leuchtkraft von 3,8·1026 W. Wie groß ist die Temperatur ihrer Oberfläche (unter der Voraussetzung einer schwarzen Strahlung)?
1717
🖩
Der Wolframdraht in einer Glühlampe hat einen Durchmesser von 0,2 mm und eine Länge von 100 mm (gewendelt). Er soll auf etwa 2800 K erhitzt werden. Welche Leistung muss der Glühlampe zugeführt werden?
1723
❓
Wie funktioniert die Gegenfeldmethode zur Messung der kinetischen Energie der Fotoelektronen?
1724
❓
Welches Ergebnis erhält man bei der Messung der kinetischen Energie der Fotoelektronen?
1732
❓
Welche Erscheinungen beim Fotoeffekt stehen im Widerspruch zur Wellentheorie des Lichts?
1746
🖩
Wie viele Photonen treffen (von der Sonne kommend) auf einem Quadratmeter der Erdoberfläche ein?
1747
🖩
Die Austrittsarbeit für Cäsium ist 2,14 eV.
Wie groß sind die Grenzfrequenz und die Grenzwellenlänge?
1748
🖩
Bei Zink liegt die langwellige Grenze des Fotoeffekts bei 286 nm. Wie groß ist die Austrittsarbeit für dieses Metall?
1750
🖩
Photonen
Eine Glühlampe strahlt mit einer Leistung von 60 W Licht mit einer mittleren Wellenlänge von 520 nm aus.
Wie groß sind Energie, Impuls und Masse der ausgesandten Photonen?
1751
🖩
Photonen
Eine Glühlampe strahlt mit einer Leistung von 60 W Licht mit einer mittleren Wellenlänge von 520 nm aus.
Wie viele Photonen sendet die Lampe pro Sekunde aus, wenn ca. 1% der elektrischen Leistung in Licht umgewandelt wird?
1833
🖩
Materiewelle
Wie groß ist die Wellenlänge eines Elektrons bei einer Geschwindigkeit von 20% der Lichtgeschwindigkeit?
1834
🖩
Materiewelle
Ein Sauerstoffmolekül (`m_"O2"=5,31*10^-26" kg"`) hat bei 0°C eine mittlere energetische Geschwindigkeit von 460 m/s.
Wie groß ist seine Wellenlänge?
1837
❓
Warum besitzt das Elektronenmikroskop eine bessere Auflösung als ein optisches Mikroskop?
3280
✅ *
Wärmehaushalt der Erdatmosphäre
Der Wärmehaushalt der Erdatmosphäre wird überwiegend bestimmt durch die …
3284
✅ *
Sonnenheizung
Schätzen Sie ab, wie viel Wärmeenergie pro Quadratmeter Kollektorfläche in unseren Breiten an einem sonnigen Wintertag (effektive Sonnenscheindauer etwa 6 Stunden) gewonnen könnte: …
4074
🖩
500 Bienen schließen sich für 20 min kugelförmig (`r = 2" cm"`) um eine Hornisse zusammen. Wie viel Energie muss jede Biene zusätzlich aufbringen, um eine Temperaturerhöhung von 35 °C auf 48 °C aufrecht zu erhalten? Der Emissionsgrad kann mit etwa 0,8 angenommen werden.
4085
✅
Kreuzen Sie für jede richtige Verteilung an, welche Eigenschaft bei der Bewegung der Photonen in der Sonnenstrahlung und bei der thermischen Bewegung der Moleküle in einem Gas zutrifft.
Richtungsverteilung:
Geschwindigkeitsverteilung:
Energieverteilung:
4293
🖩
Solarkonstante
Die Solarkonstante beträgt `1,0" kW/m²"`.
a) Wie viele Photonen zu je `3,0*10^-19" J"` sind das?
b) Wie viele Photonen sind pro m³ vorhanden?
4424
❓
Welche Möglichkeiten gibt es, über die Strahlung eines Körpers seine Temperatur zu messen?
4426
🖩
Wie groß sind die Energien von Strahlungsquanten der Wellenlänge 550 nm (grünes Licht) bzw. 2 nm (Röntgenstrahlung) in eV?
4427
🖩
In welchem Wellenlängenbereich liegen die Maxima für die Umgebungstemperatur von −25 °C bis 40 °C?
4430
❓
Wie groß ist der Anstieg der linearen Funktionen, die die Abhängigkeit der Energie von Photonen von der Frequenz darstellen? Warum sind die Geraden für alle Materialien parallel?
4730
🖩
Berechnen Sie aus der Temperatur der Sonnenoberfläche (5 790 K) die Wellenlänge des Strahlungsmaximums (Wien’sches Verschiebungsgesetz)!
5021
✍
Erörtern Sie die Aussage: „Würden die Gesetze der Quantenmechanik im Alltag gelten, wären spontane Reisen zum Mond möglich.“
5084
❓
Wie hängt der Fotostrom mit der Anzahl der pro Sekunde ausgelösten Fotoelektronen zusammen?
5729
❓
Wie machen sich schlechte Kontaktstellen in Elektroinstallationen in einer Thermografie bemerkbar?
5732
🖩
Schrödingergleichung
Ein Elektron bewegt sich mit der Energie `E` auf einen Potenzialwall der Breite `d` und der Energie `U_0 > E` zu.
Wie sieht die zugehörige Schrödingergleichung und ihre Lösung aus?
5733
🖩
Unschärferelation
Angenommen, der Impuls eines Teilchens kann mit einer Genauigkeit von `10^{−3}` gemessen werden. Wie groß ist die Ortsunschärfe `Δx` des Teilchens, wenn es sich dabei um eine Kugel mit `m = 5 " g"` Masse und `v = 2 " m/s"` handelt?
5734
🖩
Unschärferelation
Angenommen, der Impuls eines Teilchens kann mit einer Genauigkeit von `10^{−3}` gemessen werden. Wie groß ist die Ortsunschärfe `Δx` des Teilchens, wenn es sich dabei um ein Elektron mit `m_"e"=9,11*10^{-31}" kg"` Masse bei einer Geschwindigkeit von `v=1,8*10^8" m/s"` handelt?
5735
🖩
Unschärferelation
Wie groß ist die Nullpunktsenergie von Elektronen, wenn man ihren Raumbereich auf das Volumen eines Atomkerns (`Δx=10^{−14}" m"`) verkleinert?
5737
❓
Wie wird die Ψ-Funktion der Schrödingergleichung in der Kopenhagener Deutung interpretiert?
5738
❓
Was ist die Konsequenz der Kopenhagener Deutung der Wellenfunktion für das Verhalten von subatomaren Teilchen?
6207
❓
Welche Energie tauschen Körper unterschiedlicher Temperatur beim Temperaturausgleich aus?
6312
✅ *
Licht
Wählen Sie die korrekte wellenoptische Beschreibung aus: Licht geht durch dünne Metallschichten hindurch. …
6428
🖩
Ein Lichtquant hat eine Energie von 1 eV. Berechnen Sie seine Frequenz und Wellenlänge im Vakuum!
6436
🖩
Cäsium besitzt die Austrittsarbeit `2,14" eV"`. Mit welcher Geschwindigkeit verlassen die Elektronen dieses Metall bei Bestrahlung mit UV-Licht der Wellenlänge `210" nm"`?
6691
✅ *
Bestrahlung einer Metallplatte
Der Fotoeffekt tritt bei Bestrahlung einer Metallplatte mit Licht auf, wenn …
6731
✅ *
Schrödingergleichung
Was erhält man bei der Lösung der Schrödingergleichung für die Elektronen eines Atoms? …
6799
✅ *
Glühfarben von Eisen
Welche Reihenfolge haben die Glühfarben von Eisen mit steigender Temperatur? …
6801
✅ *
Bei einer Verdopplung der absoluten Temperatur eines Schwarzen Körpers steigt seine Ausstrahlung auf das …
6804
✅ *
Das Maximum der Ausstrahlung eines Schwarzen Körpers verschiebt sich mit steigender Temperatur hin …
6981
✅ *
Absorptionsgrad
Wie nennt man einen Körper, der einen Absorptionsgrad von 100% aufweist? …
6983
✅ *
Was kann man nach dem Wien’schen Verschiebungsgesetz an der Glühfarbe von Eisen erkennen? …
6985
✅ *
Strahlungsgesetz
Das Strahlungsgesetz von Josef Stefan und Ludwig Boltzmann beschreibt …
6990
✅ *
Fotoeffekt
Beim Experiment zum äußeren Fotoeffekt bei Beleuchtung einer Zinkplatte mit UV-Licht …
6991
✅ *
Fotoelektronen
Die kinetische Energie Fotoelektronen der beim äußeren Fotoeffekt kann …
6993
✅ *
Fotoeffekt
Durch Einsteins Erklärung des Fotoeffekts wurden Schwierigkeiten bei der klassischen Deutung des Fotoeffekts behoben: …
6994
✅ *
Erscheinungen des Lichts
Welche Erscheinungen können mit dem das Teilchenmodell des Lichts (Photonen) beschrieben werden? …
6996
✅ *
Potenzialwall
In der Quantenmechanik ist die Wahrscheinlichkeit für das Überwinden eines Potenzialwalls größer als null, auch wenn die Energie des Teilchens kleiner ist als die Höhe des Potenzialwalls. Diesen Effekt nennt man …
6997
✅ *
Genauigkeiten
Für die Genauigkeiten des Orts `Δx` und des Impulses `Δp` von Teilchen gilt, dass ihr Produkt nicht beliebig klein werden kann. Dies ist Inhalt …
6999
✅ *
Strahlungskonstante
In welcher Einheit wird die Stefan-Boltzmann-Strahlungskonstante …
7126
🖩
Tunneleffekt
Ein Elektron bewegt sich mit 5 eV auf einen Potenzialwall der Breite 200 pm und der Energie 7 eV zu. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, das Elektron auf der anderen Seite des Potenzialwalls nachzuweisen?
7127
🖩
Tunneleffekt
Ein Elektron bewegt sich auf einen Potenzialwall der Breite 750 pm und der Energie 6,8 eV zu. Wie groß muss die Gesamtenergie eines Elektrons mindestens sein, damit man es auf der anderen Seite des Potenzialwalls mit 0,045‰ nachweisen kann?
7128
🖩
Tunneleffekt
Ein Elektron mit 6,4 eV bewegt sich auf einen Potenzialwall der Energie 8,8 eV zu. Wie breit ist Potenzialwall, wenn man das Elektron auf der anderen Siete mit 25% Wahrscheinlichkeit nachweisen kann?
7129
🖩
Tunneleffekt
Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für ein Proton mit 5 eV durch einen 0,5 nm breiten Potenzialwall mit 6 eV zu tunneln?
7132
🖩
de-Broglie-Wellenlänge
Mit welcher Spannung muss ein Proton beschleunigt werden, um eine de-Broglie-Wellenlänge von 414 pm aufzuweisen?
7136
✅ *
Erscheinungen des Lichts
Welche Erscheinungen können mit dem das Wellenmodell des Lichts (elektromagnetische Welle) beschrieben werden? …
7143
✅ *
Schwarze Körper
Schwarze Körper mit eine Temperatur von über 1000°C geben Wärmeenergie hauptsächlich in Form von ab. …
7148
✍
Keplerrotation
Die Keplerrotation beschreibt die Bewegung von Massen um eine dominante Gravitationsquelle. Tragen Sie in einem Diagramm die mittlere Umlaufgeschwindigkeit der Planeten über dem mittleren Bahnradius (Entfernung des Planeten von der Sonne) auf! Entwerfen Sie einen mathematischen Zusammenhang.
zu den Aufgaben im
← vorigen Kapitel
nächsten Kapitel →
Zwei Kräfte (40 N, 60 N) greifen in einem Punkt an, der Winkel zwischen den beiden Kräften beträgt 45°. Wie groß is…
weiter …
