Freiwillige Aufgaben zur Vorlesung WS 00/003, Blatt 5 53) Ein Strahl von -Teilchen soll aus seiner ursprünglichen ichtung it Hilfe eines hoogenen Magnetfeles u 60 abgelenkt weren, so aß er zwei entsprechene, von er geeinsaen Kante jeweils 1,5 c entfernte Spalte passiert. Die kinetische Energie er -Teilchen beträgt 1,16 MeV. Welche Flußichte B uß as Magnetfel besitzen? 6,64 10-7 kg, Q 1,6 10-19 As Strahl 60 B r Dait er -Strahl ie zweite Blene trifft, uß er Kreisbahn it aius beschreiben,.h. es uß gelten Q v B Mit W B W Q v 1,4 v Wkin (Zentripetal- Zentrifugalkraft) v W W Q kg V As bzw. Q v kg V V As W W 6,64 10 kg V 1 W v 7 1,6 10 kg 1,16 10 19 Vs 6 1,6 10 As 0,15 () 1 1,4 1,4 1,4 1,4 T kg s 1 Qv B 19 VAs
54) Eine Inuktionsspule (Winungszahl n 100, Fläche A 0,04, Innenwierstan 4 Ω) rotiert in eine hoogenen Magnetfel er Flußichte B 1 T u eine Achse senkrecht zu. Ein Verbraucher ( 100 Ω) soll von iese Generator it er Leistung P 100 W versorgt weren. Mit welcher Winkelgeschwinigkeit ω uß ie Spule rotieren? A Φ (B A) (cos ω t) U in n n n B A B r t t t n B A ω sin ω t U sin t ω t 0 ω Ergibt Stro I I 0 sin ω t U I A r (Oh scher Wierstan: U un I haben gleiche Phase!) U 0 Gesat Leistung I P U I I I sin t I 0 ω 0 Wieso ½? Zeitlicher Mittelwert von sin! 0 Also: I 0 P Erforert n B A ω U0 ( + Innen) I0 ( + Innen) P Daraus ω ( + n B A Innen ) P 104Ω 100 1T 0,04 00W 100Ω 104V / A V A 104 1 s 100 1Vs / 0,04 1V / A 4 36,8Hz
55) Eine Leuchtstofflape (Leistung P 40 W, Betriebsspannung U eff 60 V) soll über eine Drossel (Bauteil it rein inuktive Wierstan auf Grun seiner Inuktivität L) an Netzspannung (U eff 0 V, ν 50 Hz) betrieben weren. Wie groß üssen Sie L azu wählen? Bei eihenschaltung i ganzen Strokreis gleiche Strostärke I eff. UGesat(eff ) ULape(eff ) Ieff ZGesat + ω L UG + ω L Dait ZGesat UL U U bzw. L (UG / UL) 1. Mit P : L L (UG / UL) 1 ω P ω 3600 V 1 40W π 50s 13,44 1 1,01Ω s 1,01Hy 56) Sie befinen sich i Wasser (n 4/3), er Abstan Ihres Auges zur Wasseroberfläche beträgt h 1. Wie groß ist er Durchesser es Kreises, auf en sich alle außerhalb es Wassers befinlichen Gegenstäne für Ihr Auge zusaenrängen? sin Brechungsgesetz: n (a nluft praktisch 1) sinβ Alle außerhalb liegenen Dinge weren erfaßt, wenn Austrittswinkel 90. Dann sin 1, also folgt sin β 1 / n 3 / 4. sinβ r h tanβ h h cosβ sinβ 1 sin β 3/ 4 1 1,13 1 9/16 h β r β
57) Das 1. Intensitätsaxiu (1. Ornung) er grünen Linie es Quecksilberspektrus (Wellenlänge λ 546 n) erscheint auf eine 1 vo Gitter entfernten Schir i Abstan a 1,6 c vo Maxiu 0. Ornung. Eine weitere (rote) Linie unbekannter Wellenlänge λ r wir i Abstan a 30,6 c vo Maxiu 0. Ornung beobachtet. Berechnen Sie en Spaltabstan es Gitters (Abstan er Gitterstriche) un λ r! Beugung a Gitter: Intensitätsaxiu er Ornung k unter Winkeln, für ie sin k λ ( k 0, ± 1, ±,..., aber 90 ) a 1 a a 0,6 tan 1 1 0,6 x 1 1 1,735 un 9 λ 546 10 6 1,477 10,5 µ sin1 0,0 a 0,306 tan 0,306 x 1 17,014 un x 1 1 6 λ sin,477 10 0,96 74,8 n
58) Der elektrische Stro in einer Glilape (selbstänige Gasentlaung) erzeugt ie Laungsträger selbst. Dies geschieht urch (A) Glüheission an er Anoe (B) Ionisation er Gasatoe urch hohe elektrische Felstärken (C) Ionisation er Gasatoe urch as Glilicht (Photoeffekt) (D) Ionisation er Gasatoe urch Stöße von Elektronen (Stoßionisation) (E) Beschleunigung er Gasatoe i elektrischen Fel D 59) Ein geraer zylinrischer Leiter wir von eine elektrischen Stro I urchflossen. Dann gilt für as agnetische Fel außerhalb es Leiters: (A) es existiert nicht (B) Es hat ie gleiche ichtung wie I (C) Es ist hoogen (räulich konstant) (D) Es ist zirkulär un nit it wachsene Abstan vo Leiter ab (E) Es ist raial nach außen gerichtet D
60) Mit welchen Kobinationen er fünf Transforatorspulen it en Winungszahlen (1) 500, () 1000, (3) 100, (4) 10000, (5) 6000 kann an eine Spannung U Priär 0 V auf eine Spannung U Sekunär 11 V transforieren? In Aufgabenblatt leier priär- un sekunärseitig vertauscht! (A) priärseitig (4), sekunärseitig (1) (B) priärseitig (5), sekunärseitig (1) (C) priärseitig (4), sekunärseitig () (D) priärseitig (5), sekunärseitig () (E) priärseitig (5), sekunärseitig (3) U P US N N P S A 61) Der Wechselstrowierstan einer Kapazität (A) hat ein Maxiu bei er esonanzfrequenz (B) nit it wachsener Frequenz ab (C) nit it wachsener Frequenz zu (D) ist unabhängig von er Frequenz (E) hat ein Miniu bei er esonanzfrequenz Z C 1 ω C B
6) Die Erscheinung er agnetischen eanenz tritt auf bei (1) iaagnetischen, () paraagnetischen, (3) ferroagnetischen Stoffen. ichtig ist (A) nur (1) (B) nur () (C) nur (3) (D) nur () un (3) (E) (1) bis (3) (alle) C 63) Bei eflexion von Licht sin (1) Einfalls- un eflexionswinkel gleich groß, () liegen einfallener un reflektierter Strahl in einer Ebene, (3) stehen einfallener Strahl un Einfallslot stets senkrecht aufeinaner. ichtig ist (A) nur (1) (B) nur (1) un () (C) nur () (D) nur () un (3) (E) (1) bis (3) (alle) B
64) Die Brechzahl eines Glases beträgt für Na-Licht n 1,5. Dann gilt: (A) Das Glas ist optisch ünner als Luft (B) Linsen aus iese Glas haben bei einer Brennweite f 1 ie Brechkraft D 1,5 Dioptrien (C) Na-Licht breitet sich in iese Glas it v 1,5 10 8 /s aus (D) Na-Licht breitet sich in iese Glas it v 10 8 /s aus (E) Keine er Aussagen ist richtig n c v D 65) Steht bei einer Saellinse er Gegenstan außerhalb er oppelten Brennweite, ann ist as Bil 1 1 1 g f g f b (A) reell, vergrößert un steht außerhalb b f g g f g f er oppelten Brennweite (B) reell, verkleinert un steht außerhalb er oppelten Brennweite (C) reell, vergrößert un steht innerhalb er oppelten Brennweite g f: b f; g 3 f: b 1,5 f D (D) reell, verkleinert un steht innerhalb er oppelten Brennweite B b : (E) virtuell un vergrößert G g b < g B < G