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Exphys2_Quiz4

Total questions: 7

Worksheet time: 5mins

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1.

Ein Photon ist

a)

ein geladener Kernbaustein

b)

ein masseloser Wasserstoffkern

c)

ein geladenes Lichtteilchen

d)

die kleinstmögliche Energiemenge an elektromagnetischer Strahlung einer bestimmten Frequenz

e)

ein masseloses Lichtquant

2.

Licht,

a)

das sich ausbreitet, wird als Welle mit einer Wellenlänge und einer Frequenz beschrieben

b)

das mit Teilchen wechselwirkt, wird als Welle mit frequenzabhängigem Impuls und Energie beschrieben

c)

das sich ausbreitet, wird als Photonen, die untereinander einen Abstand gleich der Wellenlänge haben, beschrieben

d)

das mit Teilchen wechselwirkt, wird als Teilchen mit frequenzabhängigem Impuls und Energie beschrieben

e)

das hinter einem Doppelspalt ein Interferenzmuster erzeugt (Minima und Maxima), kann nur durch Photonen korrekt beschrieben werden

3.

Das Plancksche Wirkungsquantum h=6,626 x 10-34…

a)

Js

b)

J/s

c)

ist die Proportionalitätskonstante zwischen Photonenenergie und Frequenz E=hf

d)

ist die Proportionalitätskonstante zwischen Photonenenergie und Wellenlänge E=hλ

e)

ergibt sich aus dem y-Achsenabschnitt, wenn man die Energie der aus einer Metallplatte ausgelösten Elektronen über die Frequenz der eingestrahlten Photonen aufträgt

4.

Photoeffekt

a)

Die Austrittsarbeit WA liegt üblicherweise im Bereich 2-6 eV

b)

Die Photonenenergie Eph von sichtbarem Licht liegt im Bereich von 2 keV

c)

Die eingestrahlten Photonen übertragen ihre gesamte Energie auf die Elektronen, die zusätzlich die Austrittsarbeit des Materials erhalten, Ee=Eph+WA

d)

Der Photoeffekt kann nur in manchen Materialen durch sichtbares Licht ausgelöst werden

e)

Der Photoeffekt bei einer Quecksilberdampflampe (sichtbares+UV Licht) wird durch eine Glasplatte nicht beeinflusst

5.

Lichtintensität I (A: Fläche)

a)

I=WAI=\frac{W}{A}

(W: Arbeit der Photonen)

b)

I=dNdxEphAI=\frac{\text{d}N}{\text{d}x}\frac{E_{ph}}{A}

(N: Anzahl Photonen, Eph: Energie eines Photons)

c)

I=PtI=\frac{P}{t}

(P: Leistung der Photonen)

d)

I=dNdtEphAI=\frac{\text{d}N}{\text{d}t}\frac{E_{ph}}{A}

(N: Anzahl Photonen, Eph: Energie eines Photons)

6.

Lichtabsorption

a)

Die Anzahl der Photonen hinter einem (absorbierenden) Material nimmt logarithmisch mit der Dicke des Materials ab

b)

Die Anzahl der absorbierten Photonen hängt vom Absorptionsquerschnitt des Materials, aber nicht von der Anzahl der Atome im bestrahlten Volumen ab

c)

Die Anzahl der Photonen, die in einer Materialdicke x nicht absorbiert werden, lässt sich durch Lösen einer Differentialgleichung 1. Ordnung in der Zeit t lösen

d)

Das Absorptionsverhalten eines Materials lässt sich über den linearen Absorptionskoeffizienten beschreiben

e)

Das Absorptionsverhalten eines Materials lässt sich durch das Produkt aus Absorptionsquerschnitt und atomarer Dichte beschreiben

7.

Aus dem Lambert-Beer´schen Gesetz: N(x)=N0exp⁡⁡(−μx)N(x)=N_0\exp⁡(-μx)  lässt sich die Absorbance  (oder auch dekadischer Absorbanz) A(x)=log⁡10(I0I(x))A(x)=\log_{10}\left(\frac{I_0}{I(x)}\right) berechnen.

a)

Die Absorbance kann zur Dicken- bzw. Konzentrationsmessung verwendet werden.

b)

Die Absorbance kann zur Messung der Atomabstände verwendet werden.

c)

A(x)=A(x)= log⁡10exp⁡⁡(−μx)\log_{10}\exp⁡(-μx)

d)

A(x)=A(x)= −μxlog⁡10(1e)-μx\log_{10}\left(\frac{1}{e}\right)

e)

A(x)=A(x)= μxlog⁡10eμx\log_{10}e