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Quiz zum Gravitationsgesetz von NEWTON

Aufgabe ( Quiz )
Aufgabe ( Quiz )

Übersicht über die Strömungslehre

Grundwissen

  • Die Strömungslehre beschäftigt sich mit der Bewegung von Flüssigkeiten und Gasen.
  • Dabei unterscheidet man die Bewegung von Flüssigkeiten (Hydrodynamik) und die von Gasen (Aerodynamik).
  • Die Strömungslehre hat vielfältige Anwendungsmöglichkeiten im Alltag.

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Grundwissen

  • Die Strömungslehre beschäftigt sich mit der Bewegung von Flüssigkeiten und Gasen.
  • Dabei unterscheidet man die Bewegung von Flüssigkeiten (Hydrodynamik) und die von Gasen (Aerodynamik).
  • Die Strömungslehre hat vielfältige Anwendungsmöglichkeiten im Alltag.

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2. Newtonsches Gesetz (Aktionsprinzip)

Grundwissen

  • Wirkt auf einen Körper eine resultierende Kraft \(\vec{F}\), so wird der Körper in die Richtung der Kraft beschleunigt.
  • Es gilt \(\vec{F}=m\cdot \vec{a}=m\cdot \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}\)
  • Die Einheit der Kraft ist 1 Newton: \(\left[ F \right] = \left[ m \right] \cdot \left[ a \right] = 1\,{\rm{kg}} \cdot 1\,\frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}} = 1\,{\rm{kg}} \cdot \frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}} = 1\,{\rm{N}}\)

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Grundwissen

  • Wirkt auf einen Körper eine resultierende Kraft \(\vec{F}\), so wird der Körper in die Richtung der Kraft beschleunigt.
  • Es gilt \(\vec{F}=m\cdot \vec{a}=m\cdot \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}\)
  • Die Einheit der Kraft ist 1 Newton: \(\left[ F \right] = \left[ m \right] \cdot \left[ a \right] = 1\,{\rm{kg}} \cdot 1\,\frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}} = 1\,{\rm{kg}} \cdot \frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}} = 1\,{\rm{N}}\)

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Reibung in technischen Anwendungen

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

a) Erläutere, worauf aus physikalischer Sicht die segensreiche Wirkung des Anti-Blockier-Systems (ABS) besteht,…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

a) Erläutere, worauf aus physikalischer Sicht die segensreiche Wirkung des Anti-Blockier-Systems (ABS) besteht,…

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Größen zur Beschreibung von Strömungen

Grundwissen

  • Zentrale Größen zur Beschreibung von Strömungen sind die Geschwindigkeit\(v\), der Druck \(p\), die Dichte \(\rho\), die Temperatur \(T\) und die dynamische Viskosität \(\eta\).

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  • Zentrale Größen zur Beschreibung von Strömungen sind die Geschwindigkeit\(v\), der Druck \(p\), die Dichte \(\rho\), die Temperatur \(T\) und die dynamische Viskosität \(\eta\).

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Kontinuitätsgleichungen

Grundwissen

  • Die Größe \(\frac{m}{t}=\rho\cdot v\cdot A\) bzw. infinitesimal \(\frac{dm}{dt}=\dot{m}\) bezeichnet man als Massenstrom.
  • Bei einer stationären Strömung ist wegen der Massenerhaltung der Massenstrom \(\dot{m}=\frac{m}{t}=\rho \cdot A \cdot v\) an allen Querschnittsflächen konstant.
  • Bei inkompressiblen Fluiden ist der Massenstrom \(\dot{m}\) proportional zum Volumenstrom \(\dot{V}\). Der Proportionalitätsfaktor ist die Dichte \(\rho\) des inkompressiblen Fluids.

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Grundwissen

  • Die Größe \(\frac{m}{t}=\rho\cdot v\cdot A\) bzw. infinitesimal \(\frac{dm}{dt}=\dot{m}\) bezeichnet man als Massenstrom.
  • Bei einer stationären Strömung ist wegen der Massenerhaltung der Massenstrom \(\dot{m}=\frac{m}{t}=\rho \cdot A \cdot v\) an allen Querschnittsflächen konstant.
  • Bei inkompressiblen Fluiden ist der Massenstrom \(\dot{m}\) proportional zum Volumenstrom \(\dot{V}\). Der Proportionalitätsfaktor ist die Dichte \(\rho\) des inkompressiblen Fluids.

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BERNOULLI-Gleichung

Grundwissen

  • Die BERNOULLI-Gleichung liefert einen Zusammenhang zwischen Strömungsgeschwindigkeit \(v\) und Druck \(p\).
  • Die BERNOULLI-Gleichung bei stationärer, verlustfreier Strömung eines inkompressiblen Fluides ist \(\rho \cdot g \cdot h+\frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^2 + p=\rm{konst.}\).
  • Die Summe der potentiellen Energie, der kinetischen Energie und der Druckenergie (also der verrichteten Arbeit) entlang der Stromröhre ist erhalten.

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Grundwissen

  • Die BERNOULLI-Gleichung liefert einen Zusammenhang zwischen Strömungsgeschwindigkeit \(v\) und Druck \(p\).
  • Die BERNOULLI-Gleichung bei stationärer, verlustfreier Strömung eines inkompressiblen Fluides ist \(\rho \cdot g \cdot h+\frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^2 + p=\rm{konst.}\).
  • Die Summe der potentiellen Energie, der kinetischen Energie und der Druckenergie (also der verrichteten Arbeit) entlang der Stromröhre ist erhalten.

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Geschwindigkeit am Gartenschlauch

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Ein Wasserhahn liefert einen Volumenstrom \(\dot{V} = 6{,}0\,{\frac{\ell}{\rm{min}}}\). Der angeschlossenen Gartenschlauch hat einen Innendurchmesser…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Ein Wasserhahn liefert einen Volumenstrom \(\dot{V} = 6{,}0\,{\frac{\ell}{\rm{min}}}\). Der angeschlossenen Gartenschlauch hat einen Innendurchmesser…

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Hebebühne in der Autowerkstatt

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

CC-BY-NC 4.0 Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Prinzip einer hydraulischen Hebebühne Die hydraulische Hebebühne ist ein…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

CC-BY-NC 4.0 Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Prinzip einer hydraulischen Hebebühne Die hydraulische Hebebühne ist ein…

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Wasserturm und Wasserdruck

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

CC BY-SA, via Wikimedia Commons Oberlausitzerin64 Abb. 1 Der historische Wasserturm in Mannheim wurde schon 1886-1889 erbaut, hat…

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CC BY-SA, via Wikimedia Commons Oberlausitzerin64 Abb. 1 Der historische Wasserturm in Mannheim wurde schon 1886-1889 erbaut, hat…

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Druck an der Staumauer

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

CC-BY-NC 4.0 / Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur Aufgabenstellung Hinweis: Nur für Lernende lösbar, die…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

CC-BY-NC 4.0 / Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur Aufgabenstellung Hinweis: Nur für Lernende lösbar, die…

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Geschwindigkeitsmessung mit dem VENTURI-Rohr

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

CC-BY-NC 4.0 / Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 VENTURI-Rohr zur Geschwindigkeitsmessung Mit einem VENTURI-Rohr mit den…

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CC-BY-NC 4.0 / Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 VENTURI-Rohr zur Geschwindigkeitsmessung Mit einem VENTURI-Rohr mit den…

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Geschwindigkeitsmessung mit dem PRANDTL-Rohr

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

CC-BY-NC 4.0 Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Geschwindigkeitsmessung mit dem PRANDTL-Rohr Mit einem PRANDTL-Rohr wird…

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CC-BY-NC 4.0 Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Geschwindigkeitsmessung mit dem PRANDTL-Rohr Mit einem PRANDTL-Rohr wird…

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Größen zur Beschreibung einer Kreisbewegung

Grundwissen

  • Das (Dreh-)Zentrum \(Z\) ist der Mittelpunkt der Kreisbahn.
  • Der Bahnradius \(r\) ist die (konstant bleibende) Entfernung des Körpers zum Drehzentrum.
  • Die Umlaufdauer \(T\) gibt an, wie lange ein Körper für einen vollständigen Umlauf der Kreisbahn benötigt.
  • Die Frequenz \(f\) ist der Kehrwert der Umlaufdauer: \(f=\frac{1}{T}\). Sie gibt an, wie viele Umläufe ein Körper pro Zeiteinheit absolviert.
  • Mit \(s\) bezeichnen wir die Länge der (Bahn-)Strecke, die der Körper seit dem Start der Kreisbewegung auf der Kreisbahn zurückgelegt hat.
  • Mit \(\varphi\) bezeichnen wir die Weite des Drehwinkels, den der Bahnradius seit dem Start der Kreisbewegung überstrichen hat.
  • Winkel werden bei der Beschreibung von Kreisbewegungen meist im Bogenmaß angegeben. Eine volle Umdrehung von \(360^\circ\) entspricht im Bogenmaß dem Wert \(2\pi\)
  • Es gilt \(s = \varphi  \cdot r \quad {\rm{bzw.}} \quad \varphi  = \frac{s}{r}\)

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Grundwissen

  • Das (Dreh-)Zentrum \(Z\) ist der Mittelpunkt der Kreisbahn.
  • Der Bahnradius \(r\) ist die (konstant bleibende) Entfernung des Körpers zum Drehzentrum.
  • Die Umlaufdauer \(T\) gibt an, wie lange ein Körper für einen vollständigen Umlauf der Kreisbahn benötigt.
  • Die Frequenz \(f\) ist der Kehrwert der Umlaufdauer: \(f=\frac{1}{T}\). Sie gibt an, wie viele Umläufe ein Körper pro Zeiteinheit absolviert.
  • Mit \(s\) bezeichnen wir die Länge der (Bahn-)Strecke, die der Körper seit dem Start der Kreisbewegung auf der Kreisbahn zurückgelegt hat.
  • Mit \(\varphi\) bezeichnen wir die Weite des Drehwinkels, den der Bahnradius seit dem Start der Kreisbewegung überstrichen hat.
  • Winkel werden bei der Beschreibung von Kreisbewegungen meist im Bogenmaß angegeben. Eine volle Umdrehung von \(360^\circ\) entspricht im Bogenmaß dem Wert \(2\pi\)
  • Es gilt \(s = \varphi  \cdot r \quad {\rm{bzw.}} \quad \varphi  = \frac{s}{r}\)

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Umlaufdauer und Rotationsfrequenz am Hochrad

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Ein Hochrad wie in Abb. 1 hat zwei Räder mit unterschiedlichen Durchmessern. Das große Vorderrad hat meist einen Durchmesser…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Ein Hochrad wie in Abb. 1 hat zwei Räder mit unterschiedlichen Durchmessern. Das große Vorderrad hat meist einen Durchmesser…

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Autotür

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Gefährlich kann es werden, wenn man beim Autofahren merkt, dass eine Tür nicht richtig geschlossen ist und dann versucht diese nochmal während der…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Gefährlich kann es werden, wenn man beim Autofahren merkt, dass eine Tür nicht richtig geschlossen ist und dann versucht diese nochmal während der…

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Sinken, Schweben, Steigen, Schwimmen

Grundwissen

  • Das Zusammenspiel von Gewichtskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) eines Körpers und seiner Auftriebskraft \(\vec F_{\rm{A}}\) im Medium bestimmen, ob der Körper sinkt, schwebt, steigt oder schwimmt.
  • Beim Schwimmen taucht ein Körpers gerade so weit in ein Medium ein, sodass gilt \({F_{\rm{A}}} = {F_{\rm{G}}}\).

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Grundwissen

  • Das Zusammenspiel von Gewichtskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) eines Körpers und seiner Auftriebskraft \(\vec F_{\rm{A}}\) im Medium bestimmen, ob der Körper sinkt, schwebt, steigt oder schwimmt.
  • Beim Schwimmen taucht ein Körpers gerade so weit in ein Medium ein, sodass gilt \({F_{\rm{A}}} = {F_{\rm{G}}}\).

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Nobelpreis 1921 für die Deutung des Photoeffekts (Abitur BY 2021 Ph 12-1 A1)

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Für seine 1905 veröffentliche Deutung des Photoeffektes wurde Albert Einstein mit dem Nobelpreis für das Jahr 1921 ausgezeichnet. Bereits Ende des 19.…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Für seine 1905 veröffentliche Deutung des Photoeffektes wurde Albert Einstein mit dem Nobelpreis für das Jahr 1921 ausgezeichnet. Bereits Ende des 19.…

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Eigenschaften von Quantenobjekten (Abitur BY 2021 Ph 12-2 A1)

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Quanteneigenschaften von Elektronen können mithilfe der Elektronenbeugungsröhre nachgewiesen werden. …

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Quanteneigenschaften von Elektronen können mithilfe der Elektronenbeugungsröhre nachgewiesen werden. …

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de-BROGLIE-Wellenlänge - Formelumstellung

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Um Aufgaben zur de-BROGLIE-Wellenlänge zu lösen musst du häufig die Gleichung nach einer Größe auflösen, die unbekannt ist. Wie du das machen kannst,…

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Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Um Aufgaben zur de-BROGLIE-Wellenlänge zu lösen musst du häufig die Gleichung nach einer Größe auflösen, die unbekannt ist. Wie du das machen kannst,…

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Beschleunigungsspannung und de-BROGLIE-Wellenlänge (klassisch)

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

In einem Experiment werden Elektronen mit einer Beschleunigungsspannung von \(U_{\rm{B}} = 2{,}50\,\rm{kV}\) beschleunigt. …

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In einem Experiment werden Elektronen mit einer Beschleunigungsspannung von \(U_{\rm{B}} = 2{,}50\,\rm{kV}\) beschleunigt. …

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Interferenzfähigkeit von Photonen im Quantenradierer

Grundwissen

Quantenobjekte besitzen sowohl Welleneigenschaften wie Interferenzfähigkeit, als auch Teilcheneigenschaften wie Unteilbarkeit. Dies kann am Mach-Zehnder-Interferometer verdeutlicht werden:

  • Ob im Interferometer Interferenz auftritt, hängt davon ab, ob der Lichtweg eines Photons eindeutig bestimmbar ist.
  • Wenn einem Photon im Interferometer ein eindeutiger Weg zugeordnet werden kann, tritt keine Interferenz auf.
  • Wenn einem Photon im Interferometer mehrere Wege zugeordnet werden können, tritt Interferenz auf.
  • Die Zuordnung von Lichtwegen kann auch hinter dem Interferometer noch rückgängig gemacht werden ("Quantenradierer")

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Quantenobjekte besitzen sowohl Welleneigenschaften wie Interferenzfähigkeit, als auch Teilcheneigenschaften wie Unteilbarkeit. Dies kann am Mach-Zehnder-Interferometer verdeutlicht werden:

  • Ob im Interferometer Interferenz auftritt, hängt davon ab, ob der Lichtweg eines Photons eindeutig bestimmbar ist.
  • Wenn einem Photon im Interferometer ein eindeutiger Weg zugeordnet werden kann, tritt keine Interferenz auf.
  • Wenn einem Photon im Interferometer mehrere Wege zugeordnet werden können, tritt Interferenz auf.
  • Die Zuordnung von Lichtwegen kann auch hinter dem Interferometer noch rückgängig gemacht werden ("Quantenradierer")

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Quiz zum Quantenradierer

Aufgabe ( Quiz )
Aufgabe ( Quiz )

COMPTON-Teleskop (Abitur BY 2011 LK A3-1)

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Das COMPTON-Teleskop dient zur Beobachtung von astronomischen Objekten, die Gammastrahlung mit Quantenenergien in der Größenordnung einiger…

Zur Aufgabe
Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Das COMPTON-Teleskop dient zur Beobachtung von astronomischen Objekten, die Gammastrahlung mit Quantenenergien in der Größenordnung einiger…

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COMPTON-Effekt - Formelumstellung

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

a) Bei einem COMPTON-Prozess an ruhenden Elektronen beträgt die Wellenlänge der einfallenden Strahlung…

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Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

a) Bei einem COMPTON-Prozess an ruhenden Elektronen beträgt die Wellenlänge der einfallenden Strahlung…

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COMPTON-Streuung von ionisierender Strahlung

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

\(\gamma\)-Quanten radioaktiver Präparate rufen ebenso den COMPTON-Effekt hervor wie RÖNTGEN-Quanten. \(\rm{Ba}-137\) emittiert beim radioaktiven…

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\(\gamma\)-Quanten radioaktiver Präparate rufen ebenso den COMPTON-Effekt hervor wie RÖNTGEN-Quanten. \(\rm{Ba}-137\) emittiert beim radioaktiven…

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Maximale Wellenlängenänderung beim COMPTON-Effekt

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Der COMPTON-Effekt beschreibt die Wellenlängenänderung von Strahlung bei der Streuung an quasifreien Elektronen. …

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Der COMPTON-Effekt beschreibt die Wellenlängenänderung von Strahlung bei der Streuung an quasifreien Elektronen. …

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Energiebetrachtungen beim COMPTON-Effekt

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

RÖNTGEN-Strahlung der Wellenlänge \(\lambda = 1{,}00 \cdot 10^{-10}\,\rm{m}\) wird an den quasifreien, als ruhend angenommenen Elektronen in einem…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

RÖNTGEN-Strahlung der Wellenlänge \(\lambda = 1{,}00 \cdot 10^{-10}\,\rm{m}\) wird an den quasifreien, als ruhend angenommenen Elektronen in einem…

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Musteraufgaben Qualitativ - Fullerene

Aufgabe ()

nach Grundkusabitur-Bayern 2006 - 3 - 3 Fullerene sind Moleküle, die in ihrer Struktur einem Fußball gleichen und aus jeweils 60…

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Aufgabe

nach Grundkusabitur-Bayern 2006 - 3 - 3 Fullerene sind Moleküle, die in ihrer Struktur einem Fußball gleichen und aus jeweils 60…

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Elektronenstreuung an Kernen (Abitur BY 1998 LK A4-2)

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

1953 leitete Robert HOFSTADTER (1915 - 1990) die Untersuchung der Kernstruktur durch Experimente zur Streuung sehr schneller Elektronen an Bleikernen…

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1953 leitete Robert HOFSTADTER (1915 - 1990) die Untersuchung der Kernstruktur durch Experimente zur Streuung sehr schneller Elektronen an Bleikernen…

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