Physik LK Vorabi-Klausur < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Umfrage) Beendete Umfrage  | | Datum: | 19:33 Sa 08.03.2008 | | Autor: | oli_k |
Hallo,
werde Montag Vorabi schreiben, sprich über alle Themen der 12&13: Elektromagnetismus, E- und B-Felder, mech. und elektrom. Schwingungen und Wellen, Interferenzphänomene, Quantenphysik (Photoeffekt, SRT, UBR usw.), Kernphysik.
Jetzt haben wir immerhin die "Einschränkung" bekommen, dass das Thema "Elektronen" sein wird... Jetzt seid ihr dran: Welche Versuche sind da am besten als Klausur? Irgendwie geht es ja bei allem um Elektronen, aber ein paar Sachen sind da natürlich besonders typisch... Am besten bräuchte ich themenvernetzende Experimente.
Was mir spontan einfällt:
- Zyklotron/Spektrometer (E- und B-Feld vs. Elektronen, dabei vielleicht noch relativistische v-Bestimmung)
- Doppelspaltversuch mit bspw. Hg-Lampe (Interferenz, Kernphysik, Quantenenergie, Ad- und Absorption, Energiezustände)
-> Glaubt ihr, Beugung von Elektronen á la de Broglie ist ein gutes Thema oder sind die schon zu "makroskopisch" um vernünftig damit zu experimentieren?
Habt ihr noch Ideen?
Bitte als Umfrage deklarieren hier...
Danke
Oli
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 19:49 Sa 08.03.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
was "standard" ist: Ein Elektron wird durch eine Spannung beschleunigt. Dann wird es durch einen Plattenkondensator abgelenkt. Wie schnell ist das Elektron am Ende? Um wie viel wird es abgelenkt? In welche Richtung abgelenkt (nach oben oder unten?). Das ist eine Standardaufgabe, die man können muss.
Dann: Milikan erklären. Was ist mit der Elementarladung e? Gibt es kleinere Ladungen?
> Hallo,
> werde Montag Vorabi schreiben, sprich über alle Themen der
> 12&13: Elektromagnetismus, E- und B-Felder, mech. und
> elektrom. Schwingungen und Wellen, Interferenzphänomene,
> Quantenphysik (Photoeffekt, SRT, UBR usw.), Kernphysik.
>
> Jetzt haben wir immerhin die "Einschränkung" bekommen, dass
> das Thema "Elektronen" sein wird... Jetzt seid ihr dran:
> Welche Versuche sind da am besten als Klausur? Irgendwie
> geht es ja bei allem um Elektronen, aber ein paar Sachen
> sind da natürlich besonders typisch... Am besten bräuchte
> ich themenvernetzende Experimente.
>
> Was mir spontan einfällt:
> - Zyklotron/Spektrometer (E- und B-Feld vs. Elektronen,
> dabei vielleicht noch relativistische v-Bestimmung)
Naja, das einzige, was evtl. drankommen könnte sind n paar Rumrechnungen mit den Formeln, relativistische Energie etc. Für alles andere reicht die Zeit auch nicht aus.
Dann vlt: Ab welcher Spannung muss relaitivisitsch gerechnet werden?
Ja, das mit den Spiralen ist auch ne gute Idee.
> - Doppelspaltversuch mit bspw. Hg-Lampe (Interferenz,
> Kernphysik, Quantenenergie, Ad- und Absorption,
> Energiezustände)
Ja. Elektron auf Quecksilber => Photonen. Was passiert, wenn es andersherum geht?
Photonen auf Quecksilber gibts ne Schwellenspannung. Gibt es dir auch bei der Umkehrung?
Was ist so "anders" an der Quantenphysik? Kann ein Elektron, das um einen Atomkern mit einem Proton (also Wasserstoff) umherfliegt jede Bahnkurve annehmen? Dann noch Herleitung der Elektronenradien, bzw. Ablöseenergien...das geht auch noch relativ einfach, und kann auch in einer Klausur drankommen (war zb bei uns so).
> -> Glaubt ihr, Beugung von Elektronen á la de Broglie ist
> ein gutes Thema oder sind die schon zu "makroskopisch" um
> vernünftig damit zu experimentieren?
Beugung von Elektronen zu zeigen dürfte schwer werden. Ist es denn überhaupt sicher, dass ein Versuch darnkommt?
>
> Habt ihr noch Ideen?
s.h. oben.
Guck dir einfach nochmal alles an, was ihr gemacht habt. Das ist eigentlich gar nicht sooo viel, was man in den zwei Jahren machen kann.
>
> Bitte als Umfrage deklarieren hier...
;) Gemacht. Ich nehme mal an, dass das nicht unfreundlich gemeint ist =)
>
> Danke
> Oli
LG
Kroni
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 04:05 So 09.03.2008 | | Autor: | oli_k |
Hallo und danke an euch beide!
Mit Versuch meine ich halt eine theoretische Beschreibung des Versuchs mit "Muster"-Ergebnissen. Vorführversuche wird es nicht geben. Normal werden wir zwei bis drei Aufgabenteile erhalten, bei denen es jeweils 4 bis 5 Aufgaben zu einem Versuch gibt. Wir schreiben 5 Stunden, da kann man schon ein bisschen was machen.
Radius des niedrigsten Energiezustandes
> was "standard" ist: Ein Elektron wird durch eine Spannung
> beschleunigt. Dann wird es durch einen Plattenkondensator
> abgelenkt. Wie schnell ist das Elektron am Ende? Um wie
> viel wird es abgelenkt? In welche Richtung abgelenkt (nach
> oben oder unten?). Das ist eine Standardaufgabe, die man
> können muss.
checked ;)
> Dann: Milikan erklären. Was ist mit der Elementarladung e?
> Gibt es kleinere Ladungen?
Wenn ich ganz weit in meinem Gedächtnis krame, erinnere ich mich an Öltröpfchen, deren gemessene Ladungen stets Vielfache von e waren, womit bewiesen wurde, dass e die kleinste Mögliche Ladung ist. Warum ist das nochmal so, gab es da auch eine Erklärung für, oder nur einen Beweis?
> Naja, das einzige, was evtl. drankommen könnte sind n paar
> Rumrechnungen mit den Formeln, relativistische Energie etc.
> Für alles andere reicht die Zeit auch nicht aus.
> Dann vlt: Ab welcher Spannung muss relaitivisitsch
> gerechnet werden?
> Ja, das mit den Spiralen ist auch ne gute Idee.
Auch das sollte ich schaffen...
> Ja. Elektron auf Quecksilber => Photonen.
Meinst du hiermit den Franck-Hetz-Versuch, bei dem durch Elektronenbeschuss Atome ihre Aussenelektronen in eine höhere Schale setzen, um dann beim Zurückspringen Photonen zu emittieren?
> Was passiert,
> wenn es andersherum geht?
Stichwort Photoeffekt nehme ich an? Elektronen werden herausgelöst.
> Photonen auf Quecksilber gibts ne Schwellenspannung. Gibt
> es dir auch bei der Umkehrung?
Hier gibt es diskrete Energieen, die die Elektronen haben müssen, um ihre Energie an die Atome abzugeben und somit Photonen entstehen zu lassen. Meintest du das?
> Was ist so "anders" an der Quantenphysik?
Quantelung von Energie ;)
> Kann ein
> Elektron, das um einen Atomkern mit einem Proton (also
> Wasserstoff) umherfliegt jede Bahnkurve annehmen? Dann noch
> Herleitung der Elektronenradien, bzw. Ablöseenergien...das
> geht auch noch relativ einfach, und kann auch in einer
> Klausur drankommen (war zb bei uns so).
Meinst du hier einfache Berechnungen am Bohrschen Atommodell? Alles andere führt doch für die Schule vom Mathematischen her zu weit oder? Nach Bohr könnte ich aus der Bedingung, dass der Radius ein Vielfaches der Elektronen-de-Broglie-Wellenlänge sein muss, bestimmen, wie groß der niedrigste Radius ist (aus F_zentr=F_el). Reicht das? Nach dem Orbitalmodell führt das meiner Meinung nach für die Schule zu weit.
> Beugung von Elektronen zu zeigen dürfte schwer werden. Ist
> es denn überhaupt sicher, dass ein Versuch darnkommt?
Wie gesagt: Arbeitsblätter mit Versuchsergebnissen habe ich jetzt auch als "Versuch" gezählt. Bin für alle weiteren Ideen offen!
> ;) Gemacht. Ich nehme mal an, dass das nicht unfreundlich
> gemeint ist =)
Ich weiss jetzt nicht, was man an der Bitte als unfreundlich deuten kann? :P
Danke auch an ONeill, aber jetzt, wo du es auch nochmal erwähnst: Ist das Borsche Modell nicht eigentlich schon ausgedient? Das reicht doch eigentlich nur noch gerade eben dafür, Berechnungen am H-Atom durhczuführen, oder? Immerhin kann man damit ja das H-Spektrum hinreichend genau nachweisen.
Vielen Dank an euch,
Oli
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Hallo!
> > Dann: Milikan erklären. Was ist mit der Elementarladung e?
> > Gibt es kleinere Ladungen?
>
> Wenn ich ganz weit in meinem Gedächtnis krame, erinnere ich
> mich an Öltröpfchen, deren gemessene Ladungen stets
> Vielfache von e waren, womit bewiesen wurde, dass e die
> kleinste Mögliche Ladung ist. Warum ist das nochmal so, gab
> es da auch eine Erklärung für, oder nur einen Beweis?
Eine genaue Erklärung gibt es bis heute nicht. Das ist nur ein Beweis, daß die Ladung gequantelt ist. Wobei man natürlich skeptisch sein könnte, ob die Ladung evtl nur in diesem speziellen Fall gequantelt sein könnte, aber das paßt schon.
>
> > Ja. Elektron auf Quecksilber => Photonen.
>
> Meinst du hiermit den Franck-Hetz-Versuch, bei dem durch
> Elektronenbeschuss Atome ihre Aussenelektronen in eine
> höhere Schale setzen, um dann beim Zurückspringen Photonen
> zu emittieren?
Der FH-Versuch ist zwar einer der schönsten, die man so machen kann, aber die Emission von Photonen ist hier nicht wichtig, denn letztendlich ist es in diesem Versuch egal, wie die Hg-Atome ihre Energie wieder abgeben. Du solltest dich hier eher an Neonröhren, oder speziell bei Hg an Leuchtstofflampen erinnern.
>
> > Was passiert,
> > wenn es andersherum geht?
>
> Stichwort Photoeffekt nehme ich an? Elektronen werden
> herausgelöst.
>
> > Photonen auf Quecksilber gibts ne Schwellenspannung. Gibt
> > es dir auch bei der Umkehrung?
>
> Hier gibt es diskrete Energieen, die die Elektronen haben
> müssen, um ihre Energie an die Atome abzugeben und somit
> Photonen entstehen zu lassen. Meintest du das?
Es gibt da keine diskreten Energien in dem Sinn. Du brauchst eine Mindestenergie zum Anregen, kannst aber normalerweise auch höherenergetische nehmen.
>
> > Was ist so "anders" an der Quantenphysik?
>
> Quantelung von Energie ;)
Nicht nur. Wie wäre es mit Unschärfe, und der damit verbundenen Wahrscheinlichkeitsrechnung? Fast alle quantenmechanischen Prozesse sind statistischer Natur, man kann immer nur Wahrscheinlichkeiten angeben, aber du kannst. z.B. nie genau sagen, zu welchem Zeitpunkt ein Atom zerfällt.
>
> > Kann ein
> > Elektron, das um einen Atomkern mit einem Proton (also
> > Wasserstoff) umherfliegt jede Bahnkurve annehmen? Dann noch
> > Herleitung der Elektronenradien, bzw. Ablöseenergien...das
> > geht auch noch relativ einfach, und kann auch in einer
> > Klausur drankommen (war zb bei uns so).
>
> Meinst du hier einfache Berechnungen am Bohrschen
> Atommodell? Alles andere führt doch für die Schule vom
> Mathematischen her zu weit oder? Nach Bohr könnte ich aus
> der Bedingung, dass der Radius ein Vielfaches der
> Elektronen-de-Broglie-Wellenlänge sein muss, bestimmen, wie
> groß der niedrigste Radius ist (aus F_zentr=F_el). Reicht
> das? Nach dem Orbitalmodell führt das meiner Meinung nach
> für die Schule zu weit.
>
> > Beugung von Elektronen zu zeigen dürfte schwer werden. Ist
> > es denn überhaupt sicher, dass ein Versuch darnkommt?
Es geht, der Bragg-Versuch, bei dem Elektronen an Kristallgittern gestreut werden, ist mathematisch sehr einfach. (Dazu ne Frage: Müssen die Elektronen für Bragg ne gewissen Mindest-/Maximalgeschwindigkeit haben?)
>
> Wie gesagt: Arbeitsblätter mit Versuchsergebnissen habe ich
> jetzt auch als "Versuch" gezählt. Bin für alle weiteren
> Ideen offen!
>
> > ;) Gemacht. Ich nehme mal an, dass das nicht unfreundlich
> > gemeint ist =)
>
> Ich weiss jetzt nicht, was man an der Bitte als
> unfreundlich deuten kann? :P
>
> Danke auch an ONeill, aber jetzt, wo du es auch nochmal
> erwähnst: Ist das Borsche Modell nicht eigentlich schon
> ausgedient? Das reicht doch eigentlich nur noch gerade eben
> dafür, Berechnungen am H-Atom durhczuführen, oder? Immerhin
> kann man damit ja das H-Spektrum hinreichend genau
> nachweisen.
Das stimmt irgendwo schon, aber das Bohrsche Modell ist immernoch das, das der Naiven Vorstellung von Kreisbahnen, wie man sie im makroskopischen (Planetensysteme etc.) kennt, am ehesten entspricht. In vielen Bereichen ist Bohr noch hinreichend gut, also, ausgestorben ist es noch nicht.
>
>
> Vielen Dank an euch,
> Oli
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(Antwort) fertig | | Datum: | 01:42 So 09.03.2008 | | Autor: | ONeill |
Hallo!
Es kommt also ein Versuch dran?
Für wichtig halte ich in dem Zusammenhang auf jeden Fall De Broglie, Welle-Teilchen Dualität. Bohrsche Radius berechnen und herleiten, ebenso Energieniveaus auf den einzelnen Bahnen.
Ablenkung im elektrischen Feld und Ablenkung im magnetischen Feld (auch die auftretenden Winkel dabei ausrechnen), Compton Effekt und Stöße zwischen Elementarteilchen, Photoeffekt und ne ganze Menge wurde ja schon genannt.
Gruß ONeill
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:00 So 09.03.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
Elektronenbeugung kommt wahrscheinlich als Versuchsauswertung nur, wenn ihr mal den in der Schule üblichen Versuch mit der sog. Elektonenbeugungröhre gemacht habt. (Streung an Graphit, Ringe von maxima als Erinnerung)
oft und geliebt e/m Bestimmung im Fadenstrahlroh
- ebenso beliebt Massenspektrograph mit Geschwindigkeitsfilter.
auch noch Bewegung von e^- im gekreuzten el und magnetischen Feld.
Comptoneffekt falls ihr den gemacht habt,
theoretischer Versuch, Beugung amm Doppelspalt.
Röntgenröhre geht grad noch in der Richtung, dabei Bohr, falls ihr das Mosleysche Gesetz hattet.
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:45 So 09.03.2008 | | Autor: | oli_k |
> (Dazu ne Frage: Müssen die Elektronen für Bragg ne gewissen
> Mindest-/Maximalgeschwindigkeit haben?)
Da fällt mir spontan nichts zu ein. Ich würde sagen, die Wellenlängen der Elektronen müssen in irgendeinem Verhältnis zu d stehen, mir fällt aber jetzt nicht ein, in welchem. Daran angelehnt noch eine Frage: In welchem Verhältnis müssen beim Doppelspaltversuch Spaltbreite, Spaltabstand und Wellenlänge stehen und warum?
> Elektonenbeugungröhre gemacht habt. (Streung an Graphit,
> Ringe von maxima als Erinnerung)
Wieso heisst sowas eigentlich Beugungsröhre? Bragg-Reflexion an Graphit und daraus resultierende konzentrische Maxima/Minima-Kreise sind doch durch Reflexion zu erklären, oder nicht? Man nimmt ja bei der Elektronenbeugungsröhre die Bragg-Bedingung [mm] 2d*sin(\alpha)=n*\lambda [/mm] an, wäre es Beugung, so hätte man doch [mm] d*sin(\alpha)=n*\lambda. [/mm] Ich bitte um eine Erklärung ;)
Den Rest, den du (leduart) genannt hast, verstehe ich glaube ich.
Vielen Dank,
Oli
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:30 So 09.03.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo Ollie
> > (Dazu ne Frage: Müssen die Elektronen für Bragg ne
> gewissen
> > Mindest-/Maximalgeschwindigkeit haben?)
Das beantwortet die Antwort unten mit üblichen Kristalllängen.
> Da fällt mir spontan nichts zu ein. Ich würde sagen, die
> Wellenlängen der Elektronen müssen in irgendeinem
> Verhältnis zu d stehen, mir fällt aber jetzt nicht ein, in
> welchem. Daran angelehnt noch eine Frage: In welchem
> Verhältnis müssen beim Doppelspaltversuch Spaltbreite,
> Spaltabstand und Wellenlänge stehen und warum?
kannst du direkt an der Formel [mm] sin\alpha=\lambda/d [/mm] für 1. Max sehen.
Spaltbreite [mm] \le\lambda [/mm] kein max mehr zu sehen, leichter Abfall der Intensität auf der Wand. andere Grenze: [mm] \lambda<
> > Elektonenbeugungröhre gemacht habt. (Streung an Graphit,
> > Ringe von maxima als Erinnerung)
>
> Wieso heisst sowas eigentlich Beugungsröhre?
> Bragg-Reflexion an Graphit und daraus resultierende
> konzentrische Maxima/Minima-Kreise sind doch durch
> Reflexion zu erklären, oder nicht? Man nimmt ja bei der
> Elektronenbeugungsröhre die Bragg-Bedingung
Deine Beschreibung ist richtig, aber
1. hat die Firma Leybold, von der das die Schulen haben so genannt.
2. ist "Beugung" ein historischer Begriff, auch an nem Spalt oder Gitter wir ja nicht gebeugt, oder gebogen, genausowenig, wie Licht an ner Wasseroberfläch "bricht" oder gebrochen wird!
historisch heisst es einfach, dass es nicht geradeaus ( oder gespiegelt geradeaus) geht. also gebeugt wird. Du brauchst zur Erklärung dafür immer das Huygensche Prinzio. und in dem Sinne wird an nem Gitter oder nem Reflexionsgitter oder nem Kristall natürlich auch gebeugt. Die Formel für die speziellen Geräte mit denen man die "Beugung" (und Interferenz) sichtbar macht hat damit nichts zu tun.
> [mm]2d*sin(\alpha)=n*\lambda[/mm] an, wäre es Beugung, so hätte man
> doch [mm]d*sin(\alpha)=n*\lambda.[/mm] Ich bitte um eine Erklärung
> ;)Du meinst damit die Bed. für maxima?
Ne, dann hätte man Beugung am Doppelspalt, wenn d der Spaltabstd ist.!
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 22:43 So 09.03.2008 | | Autor: | oli_k |
Ok,
vielen Dank für deine/eure Antworten!
Werd jetzt nochmal alles überfliegen und mich dann ins Bett legen... Also Daumen drücken morgen ;)
Oli
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