Physik. Semester III Teil 1. Abiturwiederholung

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1 Abituwidolug Smst III Til Slbststädig Auswtug vo xpimt zu missios- ud Absoptiosspkt Gudlag i Atomvostllug (Göß, Stuktu, ifac Tmscmata) ud qualitativ Dutug d giquatlug i d Atomüll Aufbau ud Fuktioswis ds H-N-ass Ktis is xpimts zum adioaktiv Zfall mit slbststädig quatitativ Auswtug (Zfallsgstz, Halbwtszit) sowi Aalogi zu ad Abkligpozss Slbststädig quatitativ Auswtug vo xpimt mit Kstalug (Absoptio i Abägigkit vo d Scictdick, Abstadsgstz) Idtifikatio vo Alpa-, Bta- ud Gammastalug (Ablkug i Fld, Absoptiosmssug). xpimt zu missios- ud Absoptiosspkt missiosspktum: Spktum ds umittlba vo im Köp ausgd icts. Absoptiosspktum: W kotiuilics ict duc i Köp stalt, wd bstimmt Bic absobit, da di gi dis bstimmt Wllläg absobit wid ud d Köp i all Rictug stalt, also scwäc isgsamt scit. a. Vsuc zum missiosspktum Idm ma i Gas agt, z.b. duc lktisc Stom, wid ict mittit, w ma diss ict duc i Gitt scickt, zigt sic, dass s sic aus gaz bstimmt (diskt) ii zusammstzt. D Vsucsaufbau ka wi folgt auss: Di Balm-amp gt i Gas lktisc a, daac wid s duc i Spalt fokussit, duc i is gbüdlt ud daac zugt ma mit im Bugugsgitt di Qull: ttp://d.acadmic.u/dic.sf/dwiki/45965 Spktalzlgug. Ma sit di Maxima d vscid Fab, fü di ma jwils di vscid Wllläg bc ka. Bi solc Vsucsaufbaut ka s zu gwiss Poblm komm, da di Miima ds ifacspalts auf d Maxima lig köt, sodass dis ict sictba wä. Bim Gitt gilt wi folgt: s s Maxima ud Miima: si si g g g g Mak Km --

2 Abituwidolug b. Vsuc zum Absoptiosspktum W ma z.b. Natiumgas mit im kotiuilic Spktum bstalt, ud da duc i Pisma scickt, da stllt ma fst, dass z.b. i glb ii flt. Dis ii ist gau di ii, di bim missiosvsuc auftauct. s wid also gau solc i gibtag absobit, wi auc mittit wid. Dis Vsuc zigt auc, dass s u um diskt gi gt, was di Quatlug ocmals zigt, da u diskt Wt z.b. mittit wd, was bstimmt Poto mit bstimmt Wllläg tspict. Dis Vogag t ma auc Rsoazabsoptio.. Atomvostllug Modll vo Bo Das Bosc Atommodll gt davo aus, dass i Atom aus K ud lkto bstt. Di. Postulat: D Dimpuls ist vo, ud Pi abägig, s gilt: m v. Postulat: Di gidiffz zwisc zwi Scal wid i Fom vo Poto mittit od absobit, j ac Bwgug, w i lkto di Scal wcslt. s gilt: m f f Ry m Das tilwis sictba ict bim Wassstoff wid auc als Balmsi bzict. Di gi ds Wassstoffatoms bstimmt sic üb das Käftglicgwict vo Coulomb-kaft ud Ztiptalkaft. m v Q Q 4 da s sic bi d adug um i Poto ud i lkto adlt, gilt: Q m v Q m v 4 v 4 4 v 4 v Amkug: Das gativ Vozic duc di adug fällt wg, da F = - F bim Käftglicgwict gilt. Mak Km --

3 Abituwidolug Dis Tm ka ma i folgd Tm istz ud ält d Radius i Abägigkit vo Natukostat. m v 4 m m Mak Km -3-4 m Di pottill gi gibt sic üb di Coulomb-kaft multiplizit mit dm Radius. pot ki 4 pot ki 4 m 4 mv 4 m 8 Di gsamt gi gibt sic üb di Summ d bid gi. ki pot m 4 3,6V 8 W ma di gi zwisc zwi Zustäd bstimm möct, bildt ma di Diffz aus d bid gizustäd, di sic da duc d Fakto utscid. s wid ibi dutlic, dass d giutscid zwisc d Zustäd imm gig wid, da imm kli wid. Mit dis vscid gistuf ka ma i sogats Tm-Scma stll, diss zigt di gapisc Vtilug d gi. Di Balm Si ligt im sictba Bic. Vo: ttp://cgi.bay.d/soy-psp-playstatio-potabl-4- / ?pt=Vidospilkosol&as=itm3a638b6a#t_5wt_933

4 Abituwidolug 3. ia Pottialtopf D Pottialtopf vsuct das Valt vo lkto im Atom zu bscib, di logiscwis äumlic bscäkt sid. Außdm soll sic das Tilc i dism Bic käftfi bwg, wsalb ma davo ausgt, dass di pottill gi Null ist. Zu Vifacug bscäkt ma sic auf i Dimsio. Di d ds Pottialtopfs wd daduc dfiit, dass si duc i udlic o pottill gi bgzt wd. Duc das Quadat d Psi-Fuktio ka di Atffwascilickit bct wd, dis gibt, dass a d Räd das lkto i scit, di Wascilickit zu Mitt i stigt. Da Aufgud dis Tatsac das lkto imm im Bic ds Topfs blibt, muss di Psi-Fuktio i std Wll si. Di std Wll dfiit sic üb folgd Tm a,(,,...), wobi a di äg ds Pottialtopfs ist. Somit zigt sic, dass s vscid Wllläg gb muss, damit ma imm i std Wll at. s gibt also ki Zwiscstuf. W ma di Wllläg auf di gi bzi ka, zigt sic, dass s gaz spzill gistuf gb muss, s kommt also zu Quatlug d gi i bstimmt iit, damit di vscid Zustäd ict wd. Di gi gibt sic üb di kitisc gi, da di pottill gi Null ist, ict s alli di Kitisc gi, was somit di gsamt gi ist, zu btact. Dis mact ma üb di Gscwidigkit abägig vom Impuls: ki mv, mit p ki m p m v Duc di D Bogli Wllläg ka ma u alls vo d Wllläg abägig mac, somit sid di gi, wi ob bscib auf bstimmt Nivaus bscäkt. p ud p a p a a Mak Km -4-

5 Abituwidolug Nu stzt ma d Impuls i ud ält di gi ki a,, (,,...) m 8m a W ma u auf i ads giivau möct, muss ma di Diffz d bid giivaus aufbig. Dis Diffz muss wi folgt laut: m m 8m a s ist s itssat dis Tm im Vglic zu Hisbg zu btact, d di Tm sid glic, mit d Ausam, dass das flt. Scödigglicug ud Wascilickit i d Quatpysik Di Scödigglicug bscibt di Wascilickit wo Tilc azutff sid, bzw. wi oc dis dot ist. Di Scödigglicug ist zimlic komplx ud zu ifac Btactug, blass wi s bi d Btactug ds idimsioal Pottialtopfs. W ma aimmt, dass di Wascilickit ds Auftalts ds lktos duc das Quadat ds Btags d Ψ(x)-Fuktio bscib wid ud ma aimmt, dass di Ψ(x)-Fuktio i ifac Siusscwigug ist, da ka ma all ötig Kompot bc. ( x) Asi k x Vo d Bscibug ds Pottialtopfs, wiss wi, dass s sic um i std Wll adl muss, also muss glt: k Also gilt fü di std Wll: k l ( x) Asi k x Std Wll: l ( x) Asi x l Mak Km -5-

6 Abituwidolug A bstimmt sic üb di Wascilickit, d bscibt di Auftaltswascilickitsdict. Da das Tilc igdwo im Topf azutff ist, muss di Auftaltswascilickit % si. W ma aimmt, dass d Pottialtopf vo bis sic stckt, da ka ma üb das Itgal di Amplitud bstimm. dx A A x si x 4 A A si xdx l Duc istz vo im Sius, blibt i Vilfacs vo π übig, was imm ist. Duc Vaiatio d Bic, bzw. d giivaus, ka ma di Wascilickit fü vscid Situatio bc. Awdug ds Pottialtopfs (Fabstoffmolkül) Bi Fabstoffmolkül, gt ma davo aus, dass dis Molkül, di oi b sid, als Stck aufgfasst wd. Somit ka ma das Modll ds lia Pottialtopfs vwd um zu bc wlc Wllläg absobit wd. 8m a,(,,...) Bi Fabstoff ka ma zwisc Fluoszz ud Posposzz utscid. Absobit i Stoff ict i gwiss Wllläg ud kommt s da zu i spota missio, auf i äms giivau (ict das Ausgagsivau), t ma dis Fluoszs. Absobit i Stoff ict i gwiss Wllläg ud kommt s da zu i spota missio, fällt das lkto auf i mtastabils Nivau ud daac auf i tifs, fällt s also stufwis, t ma dis Posposzz. 4. Aufbau ud Fuktioswis ds H-N-ass D Hlium No as ist d st CW-as (cotiuous wav: ducgd Wll, also sttig, ict u Impuls) Mak Km -6-

7 Abituwidolug Aufbau: Zwisc zwi Spigl bfidt sic i Gaso mit im Hlium-No- Gasgmisc. Zwisc Spigl ud Glas bfid sic sogat Bwst- Fst, di dafü sog, dass das ict polaisit wid. Dazu ist alls a i Stomqull agscloss. s sid also auc bscluigt lkto voad. Fuktioswis: Di bscluigt lkto g di Hlium Atom a. Dis s bfid sic ttps://lp.ui-gottig.d/gt/txt/84 u lkto auf im ö giivau (=,6V). Da d Übgag i d Gudzustad ict möglic ist, bfidt sic das Hlium i im Mtastabil Zustad. Dis Zustad at fast di glic gi, wi i Zustad bim No. Duc Stöß wid di gi übtag (Di stlic gi kommt duc di kitisc gi zustad) ud das No ist u aggt (im 3 -Zustad). Da sic u m aggt No Atom i dism Zustad bfid, als im Zustad, spict ma vo i Bstzugsivsio. Daduc ist di Wascilickit i missio göß als di i Absoptio. Bim Übgag vo 3 ac, wid gi i Fom is Potos ausgsdt ud ict d Wllläg 633m ist sictba. Stimulit missio wid duc Wll mit o Amplitud ict, dis ict ma duc di Spigl, d Di asstal wd imm flktit, w d Abstad vo bid Spigl di ttps://lp.ui-gottig.d/gt/txt/84 Bdigug i std Wll füllt, da stig di Amplitud. Somit at ma vil Stal gbüdlt, also i idig iibit. i Spigl ist alb duclässig, wsalb imm i Stal gsdt wid. Am Tm- Scma wid dis auc dutlic. Di Polaisatio wid fü Awdug (polaisatiosabägig Kopplug ud Staltilug) gbauct, s ka auc o ducgfüt wd. Mak Km -7-