Abiturprüfung Hinweise zur Korrektur und Bewertung der Abiturprüfungsarbeiten in PHYSIK. als Grundkursfach. Nicht für den Prüfling bestimmt

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1 Abiturprüfung 006 Hinweie zur Korrektur und Bewertung der Abiturprüfungarbeiten in PHYSIK al Grundkurfach Nicht für den Prüfling betit Die Korrekturhinweie enthalten keine volltändige Löung der Aufgaben, ondern nur einen kurzen Abri de Erwartunghorizont. Bei Verwendung gerundeter Kontrollergebnie au der Aufgabentellung kann e zu Abweichungen von den angegebenen Ergebnien koen. Nicht genannte, aber g l e i c h w e r t i g e Löungwege und Begründunganätze ind g l e i c h b e r e c h t i g t. Die Bewertung der erbrachten Prüfungleitungen hat ich an der bei jeder Teilaufgabe a linken Rand de Angabenblatte vererkten, axial erreichbaren Zahl von Bewertungeinheiten (BE) zu orientieren.

2 Abiturprüfung 006 Urechnung der erreichten Bewertungeinheiten in Notenpunkte Die ingeat erreichten Bewertungeinheiten werden nach der folgenden Tabelle in Notenpunkte ugeetzt: Notenpunkte Notentufen Bewertungeinheiten Intervalle in %

3 Abiturprüfung 006 Phyik Grundkur Aufgabe GPh Aufgabe BE Hinweie a) 6 8 Q =,7 0 C b) 4 Der Schwebezutand kann wegen der Brown'chen Bewegung nur ungenau eingetellt werden. Die Mae it zu klein, u direkt geeen zu werden. Der Radiu kann wegen der Beugung nicht direkt geeen werden. c) 8 e' =, 0 9 C (e' it der größte Wert, von de alle angegebenen Werte ganzzahlige Vielfache ind.) Weitere ögliche Werte: e'/n it n IN. d) 5 Nein, da au v = 0 folgt: F agn. = qvb = 0 F G a) 5 / 0 4 b) c) 4,44 0 Erdufänge d) e) 7 v q v B r = it v c und q = e folgt c = e c r B und dait E = c = e c B r f) 6 B = 0,67 T; B =,84 T g) 6 U = 0,89 V 60

4 4 Abiturprüfung 006 Phyik Grundkur Aufgabe GPh Aufgabe BE Hinweie a) 7 iehe Lehrbuch b) 5 A L = µ 0 N = 6,4 µh l f = = 0,4 MHz π LC c) Keine lang getreckte Spule; Däpfung durch ohchen Widertand. a) 4 Prinzipkizze (nicht aßtabgetreu): (zu c) F A (zu c) P S E B b) 5 iehe Lehrbuch (Maxiu 0. Ordnung) c) 8 iehe Lehrbuch (Maxiu. Ordnung) Berechnung der Wellenlänge it Pythagora: AP r = AF + PF = 909 c BP r = BF + PF = 89 c λ = r BP r AP = 4, c d) 4 Abtragen de kürzeren Laufweg r AP auf de längeren Laufweg r BP Gangunterchied it Wellenlänge λ.

5 5 Abiturprüfung 006 a) 4 iehe Lehrbuch b) 8 iehe Lehrbuch c) h f W U = e A d) E u gelten h f > WA ; geeignet ind Rubidiu und Cäiu (iehe Forelalung). e) 7 hc E kin = WA = v λ 60 λ = 400 n v = 8,6 0 λ = 800 n v = 4,

6 6 Abiturprüfung 006 Phyik Grundkur Aufgabe GPh Aufgabe BE Löungen a) 8 iehe Lehrbuch b) 7 iehe Lehrbuch Bei elatichen Stößen gäben die Elektronen keine Energie ab und oit träten in diee Fall keine Schwankungen i Kurvenverlauf auf. Die Strotärke nähe it teigender Spannung zu. c) Ohne Heizung teht zu wenig Queckilber in der gaförigen Phae für Elektronentöße zur Verfügung. d) 4 c E = h ; λ =,5 0 λ 7 Die Linie liegt i UV-Bereich. a) 5 K-Schale: n =, L-Schale: n = c = R H; c = λ f f = = c R λ 4 λ 4 5 H =,47 0 b) 5 erter angeregter Zutand : n = ; Ioniation: n Eion = h c R H =,40 ev 4 Hz c) 5 d) 6 E n = h c R H (für Nullniveau bei n = ) n E = 0, E = 0, ev, E =, ev, E 4 =,7 ev, E 5 =, ev Zeichnung: iehe Lehrbuch Für n =, n liegen ehrere Spektrallinien i ichtbaren Bereich: Baler-Serie: λ = 656 n, λ 4 = 486 n

7 7 Abiturprüfung 006 a) 6 Gechwindigkeit it der größten Häufigkeit: Mae der Fullerene: 60 u de-broglie-wellenlänge: λ = h v,6 p v 5, b) 9 Die Graphik zeigt da Maxiu 0. Ordnung und dazu yetrich die beiden Maxia erter Ordnung. Ditanz der Maxia. Ordnung: d 69 µ; Bedingung für den Abtand der Maxia. Ordnung vo d Maxiu 0. Ordnung: tanα = a Bedingung für Maxia. Ordnung: b inα = λ λ,8 p c) Da die Gechwindigkeit der Moleküle nicht einheitlich it, beitzen die Teilchen keine einheitliche de-broglie- Wellenlänge, o da an keiner Stelle entprechend der Theorie volltändige detruktive Interferenz auftritt. 60

8 8 Abiturprüfung 006 Phyik Grundkur Aufgabe GPh 4 Aufgabe BE Hinweie a) 8 iehe Lehrbuch b) 6 Bei Protonentrahlen: Maxiale Schädigung de Tuor durch genau fetlegbare Eindringtiefe unter Schonung de ugebenden Gewebe. Bei Röntgentrahlung: Große Gewebechädigung vorwiegend vor de Tuor Krebriiko durch von der Strahlung verurachte Sekundärtuore. c) p 6 C 4 E = A ( 7 N) N + 4 α 4 [ + ( H) ( C) ( He) ] c =,9 MeV (endothere Reaktion) E kin (p) = 8 MeV >,9 MeV A d) C 5 B + e + ν Ein Teil der Energie und de Ipule wird vo Neutrino aufgenoen. e) 4 p u d u f) 7 N ( C) = 5,5 0 N γ = (N 0 4 N 0 ) = 8, 0 a) 4 Uran-Radiu-Reihe 4 α-zerfälle und 4 β-zerfälle b) 7 6 Ra + α ν e Rn n 4 u d d A 6 A Ein u-quark wandelt ich in ein d-quark unter Auendung eine β + -Teilchen und eine Neutrino u. α p α = E ;p = p = E =,0 0-9 N kin,α Rn α α kin,α

9 9 Abiturprüfung 006 c) 6 T / =,8 d A = λ N; λ = ln T / N =,4 0 7 (Atoe in Rauluft) d) 6 Diffundiert au Erdreich (Kellerräue!) und au Bautoffen. α-strahler, wird inkorporiert durch Atung, hoher Bewertungfaktor Schutz: Lüften, Abdichten von Rien in Kellerräuen 60

10 0 Abiturprüfung 006 Phyik Grundkur Aufgabe GPh 5 Aufgabe a) 6 BE Hinweie T id = ; T id = 9,5 a T T e yn b) 7 a Sat Tid a E ; T = a Sat = 9,55AE E Saturn Sonne Saturnbahnradiu Erde c) 4 a T = ( a + a ) 5,8AE Hohann Sat E = Hohann ahohann = TE ; a T Hohann =, a E T Flugzeit = THohann = 6,06 a v = G AE a d) 4 - Rotation der Erde e) 4 f) 6 Sonne = Hohann - Bahnbewegung der Erde k 40, - Bechleunigung durch andere Planeten; vor alle Jupiter v f = f = 4 khz c Saturn 4 r = π G T = 5, kg

11 Abiturprüfung 006 g) 5 Titan dreht ich einal u eine eigene Ache, während er einal den Saturn urundet. Da die Ulaufzeit de Saturn groß it gegenüber der Titanulaufzeit u Saturn, beträgt der Abtand zweier Sonnenaufgänge auf Titan ebenfall 5,9 d. h) 6 i) 5 g Titan = G =,6 R P = 0,0 A S P A = 0,0 S Titan Titan Saturn Saturn a) 4 iehe Lehrbuch b) 5 iehe Lehrbuch ; S S =,5 0 Saturn Erde = r r Erde Saturn Die Lage der Linien i Spektru lät Rückchlüe auf die vorkoenden Eleente zu, die Intenität auf deren Häufigkeit. c) 4 Die H α -Linie entteht bei Übergang zwichen de. und. Energieniveau de Waertoff bzw. ugekehrt. Sie ercheint nur dann in eine Aborptionpektru, wenn hinreichend viele Waertoffatoe ich i erten angeregten Zutand befinden. Die Anregung in dieen Zutand gechieht in der Photophäre durch Stoßanregung aufgrund der hohen Teperatur. 60

12 Abiturprüfung 006 Phyik Grundkur Aufgabe GPh 6 Aufgabe BE Hinweie a) 5 Beobachtung von Aborptionlinien i Spektru von 47UMa. Von dieen wird die Verchiebung der Wellenlängen (Dopplereffekt) gegenüber den entprechenden Laborwellenlängen geeen. b) Au λ = λ v r c ergibt ich die Radialgechwindigkeit. Au de Diagra: vax = 55 ; vin = 40 Mittelwert von v ax und vin ergibt v SP = +7,5. Wegen de poitiven Vorzeichen erfolgt die Bewegung vo Beobachter weg. c) 8 In den Poitionen und bewegt ich 47UMa quer zu Beobachter, eine Radialgechwindigkeit it die de Schwerpunkt. In Poition bewegt ich der Stern radial vo Beobachter weg, eine Radialgechwindigkeit it axial: v r = v SP + v Ulauf. In Poition 4 bewegt ich der Stern radial auf den Beobachter zu, eine Radialgechwindigkeit it inial: v r = v SP v Ulauf. a) 4 r = 0 M 5 0 pc = 6,8 0 b) 7 L Enif M M 4,8 4, 0 = q + = q = 4,0 L R R Enif LEnif = Enif L T = T Lj 85 4 SP x Po. / 5 Beobachtungrichtung

13 Abiturprüfung 006 c) 0 Hertzprung-Ruell-Diagra: iehe Lehrbuch. Enif: Der Stern befindet ich i Rieentadiu. Schalenföriger Aufbau it verdichtete Zentru, dort Fuion von Heliu; in der ugebenden Schale Fuion von Waertoff. Sonne: I Zentru Fuion von Waertoff. d) 5 iehe Lehrbuch e) 4 iehe Lehrbuch f) 6 Erläuterung der Methode iehe Lehrbuch. Bei eine Auflöungaxiu von ca. 0,0'' it die Methode bi etwa 00 pc 0 Lj anwendbar. Da liegt deutlich unter der Entfernung von M5. g) 8 M K = M L,5 lg L K = 4,8,5 lg ( 00000) = 8, 5 60 r K = 5 lg + MK 7 0pc Die Beobachtunggrenze für da bloße Auge liegt bei = +6. Alo it M5 nicht ehr it bloße Auge zu beobachten.