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?
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?
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?
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?
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.
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?
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?
4730
🖩
Berechnen Sie aus der Temperatur der Sonnenoberfläche (5 790 K) die Wellenlänge des Strahlungsmaximums (Wien’sches Verschiebungsgesetz)!
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?
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"`?
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?
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Aus einem Gewehr mit 80 cm Lauflänge wird ein Geschoß von 12 g mit 700 m/s horizontal abgeschossen. Welche konstante…
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