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Helium-Neon-Laser
Grundwissen
- Neon-Atome sind das laseraktive Medium
- Am Prozess sind vier Energieniveaus beteiligt - es ist ein "Vier-Niveau-System"
- Helium-Neon-Laser emittiert rotes Licht der Wellenlänge \(\lambda=633\,\rm{nm}\)
Grundwissen
- Neon-Atome sind das laseraktive Medium
- Am Prozess sind vier Energieniveaus beteiligt - es ist ein "Vier-Niveau-System"
- Helium-Neon-Laser emittiert rotes Licht der Wellenlänge \(\lambda=633\,\rm{nm}\)
Resonanzabsorption und Resonanzfluoreszenz bei Molekülen (Simulation von PhET)
Versuche
- Darstellung der quantenhaften Absorption von Photonen durch Moleküle
- Darstellung der unterschiedlichen Anregungsformen der Moleküle bis hin zur Ionisation
- Darstellung der Übereinstimmung der Energie der absorbierten und der emittierten Photonen
Versuche
- Darstellung der quantenhaften Absorption von Photonen durch Moleküle
- Darstellung der unterschiedlichen Anregungsformen der Moleküle bis hin zur Ionisation
- Darstellung der Übereinstimmung der Energie der absorbierten und der emittierten Photonen
Linearer Potentialtopf - Schrödingergleichung
Ausblick
- Eine Lösung der zeitabhängigen Schrödigergleichung mit Schulmathematik ist kaum möglich.
- Die zeitunabhängige, eindimensionale Schrödingergleichung kann am Modell des linearen Potentialtopfs mathematisch hergeleitet werden.
- Wichtig ist dabei der Einbezug der Randbedingungen.
Ausblick
- Eine Lösung der zeitabhängigen Schrödigergleichung mit Schulmathematik ist kaum möglich.
- Die zeitunabhängige, eindimensionale Schrödingergleichung kann am Modell des linearen Potentialtopfs mathematisch hergeleitet werden.
- Wichtig ist dabei der Einbezug der Randbedingungen.
Energiezustände im BOHRschen Atommodell
Grundwissen
- Durch die Quantenbedingung von BOHR kann die Energie eines Atoms nur bestimmte Werte annehmen.
- Die Energie, um Wasserstoff aus dem Grundzustand heraus zu ionisieren beträgt \(13{,}6\,\rm{eV}\) (Ionisierungsenergie).
- Die Gesamtenergie eines Elektrons im Wasserstoffatom gilt \({E_{{\rm{ges}}{\rm{,n}}}} = - R_{\infty} \cdot h \cdot c \cdot \frac{1}{{{n^2}}}\), wobei \(R_{\infty}\) die Rydberg-Konstante ist.
Grundwissen
- Durch die Quantenbedingung von BOHR kann die Energie eines Atoms nur bestimmte Werte annehmen.
- Die Energie, um Wasserstoff aus dem Grundzustand heraus zu ionisieren beträgt \(13{,}6\,\rm{eV}\) (Ionisierungsenergie).
- Die Gesamtenergie eines Elektrons im Wasserstoffatom gilt \({E_{{\rm{ges}}{\rm{,n}}}} = - R_{\infty} \cdot h \cdot c \cdot \frac{1}{{{n^2}}}\), wobei \(R_{\infty}\) die Rydberg-Konstante ist.
Ausblick
Geschwindigkeitsaddition
Grundwissen
- Ist \(u\) die Geschwindigkeit eines Körpers im System S und \(v\) die Geschwindigkeit des Systems S' in Bezug auf S und \(u'\) die Geschwindigkeit des Körpers im System S', dann gilt der Zusammenhang \(u = \frac{{u' + v}}{{1 + \frac{{u' \cdot v}}{{{c^2}}}}}\).
Grundwissen
- Ist \(u\) die Geschwindigkeit eines Körpers im System S und \(v\) die Geschwindigkeit des Systems S' in Bezug auf S und \(u'\) die Geschwindigkeit des Körpers im System S', dann gilt der Zusammenhang \(u = \frac{{u' + v}}{{1 + \frac{{u' \cdot v}}{{{c^2}}}}}\).
Freier Fall (Modellbildung)
Ausblick
- Auf Basis einer geeigneten Modellierung lässt sich der freie Fall eines Körpers mit Hilfe der Methode der kleinen Schritte simulieren.
Ausblick
- Auf Basis einer geeigneten Modellierung lässt sich der freie Fall eines Körpers mit Hilfe der Methode der kleinen Schritte simulieren.
Kran aus der Römerzeit
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Der Kran wurde bereits von den Römern verwendet, um schwere Lasten zu heben und zu versetzen. Die Animation in Abb. 1 zeigt den Aufbau und die…
Zur Aufgabe
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Der Kran wurde bereits von den Römern verwendet, um schwere Lasten zu heben und zu versetzen. Die Animation in Abb. 1 zeigt den Aufbau und die…
Zur AufgabeBestimmung der PLANCK-Konstante (Abitur BY 2019 Ph12-1 A2)
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Am 20. Mai 2019 wurde das Ur-Kilogramm „in Rente geschickt“. Die Neudefinition des Kilogramms wurde auf die PLANCK-Konstante \(h\) zurückgeführt,…
Zur Aufgabe
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Am 20. Mai 2019 wurde das Ur-Kilogramm „in Rente geschickt“. Die Neudefinition des Kilogramms wurde auf die PLANCK-Konstante \(h\) zurückgeführt,…
Zur AufgabeQuantenmechanische Systematisierung des Periodensystems
Grundwissen
- Die Zustände der gebundenen Elektronen eines Atoms werden mit den Quantenzahlen beschrieben.
- Es gibt vier unterschiedliche Quantenzahlen: Hauptquantenzahl \(n\), Nebenquantenzahl \(l\), magnetische Quantenzahl \(m\) und Spin-Quantenzahl \(s\).
- Das PAULI-Prinzip besagt, dass in einem Atom niemals zwei Elektronen in allen vier Quantenzahlen übereinstimmen können.
Grundwissen
- Die Zustände der gebundenen Elektronen eines Atoms werden mit den Quantenzahlen beschrieben.
- Es gibt vier unterschiedliche Quantenzahlen: Hauptquantenzahl \(n\), Nebenquantenzahl \(l\), magnetische Quantenzahl \(m\) und Spin-Quantenzahl \(s\).
- Das PAULI-Prinzip besagt, dass in einem Atom niemals zwei Elektronen in allen vier Quantenzahlen übereinstimmen können.
Wellenbad
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Joachim Herz Stiftung Abb. 1. Skizze zur Aufgabe.In einem Schwimmbecken ist ein großer Gummiball eingebaut, der sich auf- und ab bewegt und so…
Zur Aufgabe
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Joachim Herz Stiftung Abb. 1. Skizze zur Aufgabe.In einem Schwimmbecken ist ein großer Gummiball eingebaut, der sich auf- und ab bewegt und so…
Zur AufgabeEnergie und ihre Eigenschaften
Grundwissen
- Energietransport: Energie kann von einem Ort zu einem anderen transportiert werden.
- Energieübertragung: Energie kann von einem Körper oder einem System auf einen anderen Körper oder ein anderes System übertragen werden.
- Energieumwandlung: Energie kann von einer Form in eine andere Form umgewandelt werden.
- Energieerhaltung: Bei der Energieübertragung oder der Energieumwandlung geht keine Energie verloren und kommt keine Energie hinzu.
- Energieentwertung: Bei jeder Energieübertragung oder Energieumwandlung wird ein Teil der zu Beginn vorhandenen Energie entwertet.
Grundwissen
- Energietransport: Energie kann von einem Ort zu einem anderen transportiert werden.
- Energieübertragung: Energie kann von einem Körper oder einem System auf einen anderen Körper oder ein anderes System übertragen werden.
- Energieumwandlung: Energie kann von einer Form in eine andere Form umgewandelt werden.
- Energieerhaltung: Bei der Energieübertragung oder der Energieumwandlung geht keine Energie verloren und kommt keine Energie hinzu.
- Energieentwertung: Bei jeder Energieübertragung oder Energieumwandlung wird ein Teil der zu Beginn vorhandenen Energie entwertet.
Gärtnerprobleme
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Das Wasser aus dem waagerecht gehaltenen Schlauch folgt der Bahn einer ParabelEin Gärtner hält einen…
Zur Aufgabe
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Das Wasser aus dem waagerecht gehaltenen Schlauch folgt der Bahn einer ParabelEin Gärtner hält einen…
Zur AufgabeAufschlag beim Volleyball
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabeSehr gute Volleyballspieler können beim Aufschlag den Ball auf Geschwindigkeiten von bis zu…
Zur Aufgabe
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabeSehr gute Volleyballspieler können beim Aufschlag den Ball auf Geschwindigkeiten von bis zu…
Zur AufgabeMechanische Analogieversuche zu diskreten Energieniveaus
Versuche
- Die Versuche sollen das Phänomen der diskreten Energieniveaus durch mechanische Analogien veranschaulichen.
Versuche
- Die Versuche sollen das Phänomen der diskreten Energieniveaus durch mechanische Analogien veranschaulichen.
FRANCK-HERTZ-Versuch mit Ne
Versuche
- Demonstration der quantenhaften Stoßanregung am Beispiel von Neon (\(\rm{Ne}\))
Versuche
- Demonstration der quantenhaften Stoßanregung am Beispiel von Neon (\(\rm{Ne}\))
Die Wippe
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Hinweis: Diese Aufgabe wurde LEIFIphysik von Thomas Schulze zur Verfügung gestellt. Joachim Herz Stiftung …
Zur Aufgabe
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Hinweis: Diese Aufgabe wurde LEIFIphysik von Thomas Schulze zur Verfügung gestellt. Joachim Herz Stiftung …
Zur Aufgabe