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Nobelpreis 1921 für die Deutung des Photoeffekts (Abitur BY 2021 Ph 12-1 A1)
Für seine 1905 veröffentliche Deutung des Photoeffektes wurde Albert Einstein mit dem Nobelpreis für das Jahr 1921 ausgezeichnet. Bereits Ende des 19.…
Zur AufgabeFür seine 1905 veröffentliche Deutung des Photoeffektes wurde Albert Einstein mit dem Nobelpreis für das Jahr 1921 ausgezeichnet. Bereits Ende des 19.…
Zur AufgabeEigenschaften von Quantenobjekten (Abitur BY 2021 Ph 12-2 A1)
Quanteneigenschaften von Elektronen können mithilfe der Elektronenbeugungsröhre nachgewiesen werden. …
Zur AufgabeQuanteneigenschaften von Elektronen können mithilfe der Elektronenbeugungsröhre nachgewiesen werden. …
Zur AufgabeInterferenzfähigkeit von Photonen im Quantenradierer
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")
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")
Versuche von HALLWACHS mit dem Strommesser
- Der Versuch zeigt den prinzipiellen Photoeffekt sowie die Abhängigkeit des Elektronenaustritts von Frequenz und Intensität des Lichts anhand der Messung der Stromstärke im Stromkreis
- Der Versuch zeigt den prinzipiellen Photoeffekt sowie die Abhängigkeit des Elektronenaustritts von Frequenz und Intensität des Lichts anhand der Messung der Stromstärke im Stromkreis
COMPTON-Teleskop (Abitur BY 2011 LK A3-1)
Das COMPTON-Teleskop dient zur Beobachtung von astronomischen Objekten, die Gammastrahlung mit Quantenenergien in der Größenordnung einiger…
Zur AufgabeDas COMPTON-Teleskop dient zur Beobachtung von astronomischen Objekten, die Gammastrahlung mit Quantenenergien in der Größenordnung einiger…
Zur AufgabeCOMPTON-Effekt - Formelumstellung
a) Bei einem COMPTON-Prozess an ruhenden Elektronen beträgt die Wellenlänge der einfallenden Strahlung…
Zur Aufgabea) Bei einem COMPTON-Prozess an ruhenden Elektronen beträgt die Wellenlänge der einfallenden Strahlung…
Zur AufgabeCOMPTON-Streuung von ionisierender Strahlung
\(\gamma\)-Quanten radioaktiver Präparate rufen ebenso den COMPTON-Effekt hervor wie RÖNTGEN-Quanten. \(\rm{Ba}-137\) emittiert beim radioaktiven…
Zur Aufgabe\(\gamma\)-Quanten radioaktiver Präparate rufen ebenso den COMPTON-Effekt hervor wie RÖNTGEN-Quanten. \(\rm{Ba}-137\) emittiert beim radioaktiven…
Zur AufgabeMaximale Wellenlängenänderung beim COMPTON-Effekt
Der COMPTON-Effekt beschreibt die Wellenlängenänderung von Strahlung bei der Streuung an quasifreien Elektronen. …
Zur AufgabeDer COMPTON-Effekt beschreibt die Wellenlängenänderung von Strahlung bei der Streuung an quasifreien Elektronen. …
Zur AufgabeEnergiebetrachtungen beim COMPTON-Effekt
RÖNTGEN-Strahlung der Wellenlänge \(\lambda = 1{,}00 \cdot 10^{-10}\,\rm{m}\) wird an den quasifreien, als ruhend angenommenen Elektronen in einem…
Zur AufgabeRÖNTGEN-Strahlung der Wellenlänge \(\lambda = 1{,}00 \cdot 10^{-10}\,\rm{m}\) wird an den quasifreien, als ruhend angenommenen Elektronen in einem…
Zur AufgabeVersuche von GRANGIER, ROGER und ASPECT
- Nachweis der Unteilbarkeit von Photonen
- Nachweis der Interferenz von Einzelphotonen hinter einem Doppelspalt
- Nachweis der Unteilbarkeit von Photonen
- Nachweis der Interferenz von Einzelphotonen hinter einem Doppelspalt
Doppelspaltversuch mit Einzelphotonen (Simulation)
- Demonstration von Beugung und Interferenz von Einzelphotonen hinter einem Doppelspalt
- Demonstration von Beugung und Interferenz von Einzelphotonen hinter einem Doppelspalt
Auftrefforte von Einzelelektronen
Joachim Herz Stiftung a)Eine Doppelspaltversuch für Elektronen wird mit jeweils nur einem Elektron…
Zur AufgabeJoachim Herz Stiftung a)Eine Doppelspaltversuch für Elektronen wird mit jeweils nur einem Elektron…
Zur AufgabeNebenmaximum hinter dem Doppelspalt
Joachim Herz Stiftung In der vereinfacht dargestellten Doppelspaltanordnung für Elektronen wird ein relativ intensives Elektronenbündel auf…
Zur AufgabeJoachim Herz Stiftung In der vereinfacht dargestellten Doppelspaltanordnung für Elektronen wird ein relativ intensives Elektronenbündel auf…
Zur AufgabeAlphateilchen am Spalt
Alphateilchen treffen senkrecht auf einen Spalt der Breite \(\Delta x = 1{,}0 \cdot {10^{ - 6}}\,{\rm{m}}\). Die kinetische Energie der Alphateilchen…
Zur AufgabeAlphateilchen treffen senkrecht auf einen Spalt der Breite \(\Delta x = 1{,}0 \cdot {10^{ - 6}}\,{\rm{m}}\). Die kinetische Energie der Alphateilchen…
Zur AufgabeVersuch von JÖNSSON (Abitur BY 2000 LK A5-2-c/d/e)
Claus JÖNSSON (geb. 1930); von Zorres (Eigenes Werk) [Public domain], via Wikimedia Commons Im Jahr 1960 gelang es Claus JÖNSSON zu zeigen, dass…
Zur AufgabeClaus JÖNSSON (geb. 1930); von Zorres (Eigenes Werk) [Public domain], via Wikimedia Commons Im Jahr 1960 gelang es Claus JÖNSSON zu zeigen, dass…
Zur AufgabeAblenkung von Photonen durch die Sonne
Joachim Herz Stiftung Ablenkung von Photonen durch die SonneNach der bekannten Energie-Masse-Beziehung…
Zur AufgabeJoachim Herz Stiftung Ablenkung von Photonen durch die SonneNach der bekannten Energie-Masse-Beziehung…
Zur AufgabePraktikumsversuche mit Licht (Abitur BY 2006 LK A5-2)
Im Rahmen des Experimental-Praktikums soll das Emissionsspektrum einer Quecksilberdampflampe untersucht werden. a)Skizzieren Sie einen geeigneten…
Zur AufgabeIm Rahmen des Experimental-Praktikums soll das Emissionsspektrum einer Quecksilberdampflampe untersucht werden. a)Skizzieren Sie einen geeigneten…
Zur AufgabeRÖNTGEN-Fotoelektronen-Spektroskopie (Abitur BY 2013 Ph12 A2-1d-g)
Eine technische Nutzung des Fotoeffekts ist die RÖNTGEN-Fotoelektronen-Spektroskopie. Wird Silizium mit RÖNTGEN-Strahlung der Energie…
Zur AufgabeEine technische Nutzung des Fotoeffekts ist die RÖNTGEN-Fotoelektronen-Spektroskopie. Wird Silizium mit RÖNTGEN-Strahlung der Energie…
Zur AufgabeLENARD-Versuch (Abitur BY 2004 LK A3-1)
1888 bestrahlte Wilhelm HALLWACHS eine geladene, auf einem Elektroskop sitzende Metallplatte mit UV-Licht. a)Erläutern Sie, aus welchen Beobachtungen…
Zur Aufgabe1888 bestrahlte Wilhelm HALLWACHS eine geladene, auf einem Elektroskop sitzende Metallplatte mit UV-Licht. a)Erläutern Sie, aus welchen Beobachtungen…
Zur AufgabeNeutronenfilter
Ein Graphitkristall habe die folgenden Netzebenenabstände: \({d_1} = 1,23 \cdot {10^{ - 10}}{\rm{m}}\), \({d_2} = 2,13 \cdot {10^{ - 10}}{\rm{m}}\)…
Zur AufgabeEin Graphitkristall habe die folgenden Netzebenenabstände: \({d_1} = 1,23 \cdot {10^{ - 10}}{\rm{m}}\), \({d_2} = 2,13 \cdot {10^{ - 10}}{\rm{m}}\)…
Zur AufgabeAusrede des Torwarts
Ein Fußballspieler schießt den Ball zwischen zwei gegnerischen Verteidigern hindurch auf das Tor. Die Masse des Balls ist \(m=0{,}40\,{\rm{kg}}\),…
Zur AufgabeEin Fußballspieler schießt den Ball zwischen zwei gegnerischen Verteidigern hindurch auf das Tor. Die Masse des Balls ist \(m=0{,}40\,{\rm{kg}}\),…
Zur AufgabeInterferenzversuche mit dem He-Ne-Laser (Abitur BY 2016 Ph12 A1-2)
Ein Helium-Neon-Laser der Leistung \(0{,}80\,{\rm{mW}}\) emittiert Licht der Wellenlänge \(633\,{\rm{nm}}\). Trifft dieses Licht auf einen…
Zur AufgabeEin Helium-Neon-Laser der Leistung \(0{,}80\,{\rm{mW}}\) emittiert Licht der Wellenlänge \(633\,{\rm{nm}}\). Trifft dieses Licht auf einen…
Zur AufgabeBewegte Elektronen (Abitur BY 2003 GK A3-3)
In Anlehnung an den Doppelspaltversuch nach JÖNSSON soll der Wellencharakter bewegter Elektronen experimentell nachgewiesen werden. Es steht ein…
Zur AufgabeIn Anlehnung an den Doppelspaltversuch nach JÖNSSON soll der Wellencharakter bewegter Elektronen experimentell nachgewiesen werden. Es steht ein…
Zur AufgabeMÖLLENSTEDT-Versuch (Abitur BY 1982 LK A3-2/3)
Hinweis: Siehe auch den optischen Teil dieser Abituraufgabe. Die nebenstehende Skizze zeigt eine vereinfachte Darstellung des erstmals von Gottfried…
Zur AufgabeHinweis: Siehe auch den optischen Teil dieser Abituraufgabe. Die nebenstehende Skizze zeigt eine vereinfachte Darstellung des erstmals von Gottfried…
Zur AufgabeWelle - Teilchen - Dualismus
- Einige Experimente können besser mit dem Wellenmodell, andere besser mit dem Teilchenmodell des Lichtes erklärt werden.
- Beide Modelle orientieren sich an unseren makroskopischen Erfahrungen, die zur Beschreibung der Mikroskopischen kaum geeignet sind.
- Die Quantenphysik bildet ein den beiden Modellen übergeordnetes (stark mathematikorientiertes) Modell.
- Einige Experimente können besser mit dem Wellenmodell, andere besser mit dem Teilchenmodell des Lichtes erklärt werden.
- Beide Modelle orientieren sich an unseren makroskopischen Erfahrungen, die zur Beschreibung der Mikroskopischen kaum geeignet sind.
- Die Quantenphysik bildet ein den beiden Modellen übergeordnetes (stark mathematikorientiertes) Modell.
Statistische Deutung
- Quantenobjekte im Sinne der Quantenphysik treten immer als "ganze Portionen" auf.
- Die Bewegung von Quantenobjekten folgt Wahrscheinlichkeitsgesetzen.
- Die Quantenmechanik macht statistische Aussagen über die relative Häufigkeit der Ergebnisse bei oftmaliger Wiederholung des gleichen Experiments.
- Quantenobjekte im Sinne der Quantenphysik treten immer als "ganze Portionen" auf.
- Die Bewegung von Quantenobjekten folgt Wahrscheinlichkeitsgesetzen.
- Die Quantenmechanik macht statistische Aussagen über die relative Häufigkeit der Ergebnisse bei oftmaliger Wiederholung des gleichen Experiments.
de-BROGLIE-Wellenlänge
- Die de-BROGLIE-Wellenlänge ist eine Übertragung von Eigenschaften von Photonen auf Objekte mit Ruhemasse, z.B. Elektronen
- Die de-BROGLIE-Wellenlänge für Elektronen berechnest du mittels \(\lambda _{\rm{DB}} = \frac{h}{p_{\rm{e}}}\)
- Im nicht-relativistischen Fall gilt dann z.B. \({\lambda _{{\rm{DB}}}} = \frac{h}{m_{\rm{e}} \cdot v} = \frac{h}{{\sqrt {2 \cdot {m_{\rm{e}}} \cdot {E_{{\rm{kin}}}}} }} = \frac{h}{{\sqrt {2 \cdot {m_{\rm{e}}} \cdot e \cdot {U_{{\rm{B}}}}} }}\)
- Die de-BROGLIE-Wellenlänge ist eine Übertragung von Eigenschaften von Photonen auf Objekte mit Ruhemasse, z.B. Elektronen
- Die de-BROGLIE-Wellenlänge für Elektronen berechnest du mittels \(\lambda _{\rm{DB}} = \frac{h}{p_{\rm{e}}}\)
- Im nicht-relativistischen Fall gilt dann z.B. \({\lambda _{{\rm{DB}}}} = \frac{h}{m_{\rm{e}} \cdot v} = \frac{h}{{\sqrt {2 \cdot {m_{\rm{e}}} \cdot {E_{{\rm{kin}}}}} }} = \frac{h}{{\sqrt {2 \cdot {m_{\rm{e}}} \cdot e \cdot {U_{{\rm{B}}}}} }}\)
Quantenobjekte
Die Quantenphysik zeichnet sich durch vier zentrale Wesenszüge aus: Statistisches Verhalten, Fähigkeit zur Interferenz, Eindeutige Messergebnisse und Komplementarität
Die Quantenphysik zeichnet sich durch vier zentrale Wesenszüge aus: Statistisches Verhalten, Fähigkeit zur Interferenz, Eindeutige Messergebnisse und Komplementarität