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WATT'S UP💡 > 5 Sem 2 Test > Flashcards

5 Sem 2 Test Flashcards

1
Q

21a) Die Oberfläche eines Sterns schwingt mit einer Schwingungsdauer von T = 3 min. auf und ab. Berechnen Sie die Frequenz f dieser Schwingung.

A

f = 1/180 = 0.0056 Hz = 5.6mHz

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2
Q

21c) Mit welchem Effekt kann der Außerirdische die Schwingungen des Sterns indirekt sichtbar machen?

A

Doppler-Effekt

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3
Q

21b) Kann ein außerirdischer Beobachter auf einem Exoplaneten die Musik seines Heimatsterns hören? Begründen Sie Ihre Antwort

A

Nein, weil zwischen Planet und Stern kein schallleitendes Medium ist

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4
Q

21d) Nennen Sie ein Naturphänomen, welches durch Konvektionsströme erzeugt wird:

A

Wind

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5
Q

21e) Nennen Sie ein Naturphänomen, welches durch die Brechung von Lichtwellen entsteht:

A

Regenbogen

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6
Q

23a) Warum kann man durch eine Kerzenflamme und die Sonne nicht hindurchsehen?

A

Weil sie ein Plasma sind (=Atomkerne und Elektronen können sich frei bewegen), Plasma ist undurchsichtig weil sich das Licht dann nicht frei bewegen kann

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6
Q

22b) Warum ist das Licht aller fernen Galaxien für einen Beobachter auf der Erde rotverschoben?

A

Weil die Expansion des Raums die Wellenlängen des Lichts streckt

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7
Q

22a) Die Wasserstoff-Absorptionslinie (656 nm) der Galaxie NGC 77 ist um 41 nm in den rötlichen Wellenlängenbereich verschoben. Berechnen Sie aus dieser gemessenen Rotverschiebung die Geschwindigkeit, mit der sich die Galaxie von uns wegbewegt. (c = 3 · 10^8 m/s)

𝜆B − 𝜆
_______
𝜆
= 𝑣s
_______
𝑐

A

1.9*10^7 m/s

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8
Q

23b) Welche Elemente waren schon vor den ersten Sternen im Universum vorhanden?

A

Wasserstoff, Helium, Lithium

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9
Q

23d) Welche drei Endstadien von Sternen gibt es?

A

Weiße Zwerge, Neutronensterne, Schwarze Löcher

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10
Q

23c) Welche drei Kräfte befinden sich in einem Stern im Gleichgewicht?

A

Gravitationsdruck, Gasdruck, Lichtdruck

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11
Q

24a) Beschreiben Sie den β+-Prozess: p → n + e+ + νe.

Welche Teilchen werden hier ineinander umgewandelt?
𝑝 =
𝑛 =
𝑒+ =
𝜈- =

A

𝑝 = Proton
𝑛 = Neutron
𝑒+ = Positron
𝜈- =Elektron - Neutrino

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11
Q

23e) Welchen dieser drei Endstadien wird unsere Sonne einnehmen?

A

Weißer Zwerg

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12
Q

24b) Welche fundamentale Naturkraft ist für diesen Prozess verantwortlich?

A

Schwache Kraft

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13
Q

24c) Bei welchen Teilchendistanzen wird diese Kraft relevant?

A

sehr geringen Distanzen

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13
Q

25c) Wie alt ist das Sonnenlicht, das wir als Beobachter auf der Erde sehen können?

A

100 000 Jahre

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14
Q

24d) Worin unterscheidet sich Antimaterie von Materie?

A

durch das Vorzeichen ihrer elektrischen Ladung

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15
Q

24e) Was geschieht mit den Antiteilchen, die beim β+ Prozess in der Sonne erzeugt werden?

A

Das Antiteilchen (Positron), das in der Sonne entsteht, vernichtet sich zB gemeinsam mit einem Elektron aus der umliegenden Materie in 2 Lichtteilchen: e- und e+ -> 2y

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16
Q

25a) Erklären Sie alle Bestandteile der Gleichung E = m c².

A

E= Energie
m= Masse
c= Lichtgeschwindigkeit

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17
Q

25b) Welche Farbe hat ursprünglich das durch Kernfusion erzeugte Licht im Inneren der Sonne?

A

Licht in Form von Gammastrahlung, liegt ausserhalb des sichtbaren Lichtspektrums

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18
Q

25d) Bis zu welchem Element erzeugen Sterne durch Kernfusion das Periodensystem der Atome?

A

Eisen (Fe)

19
Q

25e) Wodurch werden noch schwerere Elemente im Universum erzeugt?

A

Supernovae

19
Q

26b) Wie viele verschiedene Neutrinos gibt es?

A

3

20
Q

26a) Wie groß sind Masse, Ladung und Geschwindigkeit eines Neutrinos?

mv=
qv=
vv=

A

mv= sehr klein
qv= 0
vv= annähernd Lichtgeschwindigkeit

21
Q

26c) In welcher Eigenschaft unterscheiden sich die verschiedenen Neutrinos?

A

Masse

22
Q

26d) Kennt man den Ursprung der Neutrinomassen? o Ja o Nein

A

nein

22
Q

26e) Werden Neutrinos nur in der Sonne erzeugt? o Ja o Nein

A

nein

23
Q

27a) ErklärenSiealleBestandteiledesStefan-Boltzmann-Gesetzes: 𝐿=𝜎∙𝑇^4∙𝐴

A

L= Leuchtkraft
T= Oberflächentemperatur
A= Oberfläche

24
Q

27b) In welcher Einheit wird L gemessen?

A

Joule/Sekunde = Watt

25
Q

27c) In welcher Einheit wird T gemessen?

A

Kelvin

26
Q

27d) Für welche Körper gilt dieses Gesetz?

A

für alle leuchtenden Körper

27
Q

29) Die gemessene Lichtintensität des Sterns Aldebaran beträgt I = 1.2 · 10^-8 J/s/m2. Die Parallaxenmethode ergibt eine Entfernung von D = 6.3 · 10^17 m. Aus der Spektralanalyse des Lichts kann eine Temperatur von T = 4100 K ermittelt werden. Berechnen Sie aus diesen Daten den Radius des Sterns. (Oberfläche einer Kugel = 4 π R2, Stefan-Boltzmann-Konstante = 5.7 · 10-8 )
𝐼 = 𝐿 4𝜋𝐷< 𝐿 = 𝜎 ∙ 𝑇6 ∙ 𝐴

A

Lösung: R = 1.7 · 10^10 m

28
Q

28) Berechnen Sie die Leuchtkraft des Sterns Beteigeuze. Er besitzt eine Oberflächentemperatur von T = 3500 K, sowie einen Radius von R = 4.6 · 10^11 m.

(Hinweise: L = σ T^4 A, Oberfläche einer Kugel = 4 π R^2, Stefan-Boltzmann-Konstante = 5.7 · 10^-8 )

A

Lösung: L = 2.3 · 1031 J/s

29
Q

30) Der Stern Rigel besitzt eine Leuchtkraft von L=1.6·1031J/s. Wieviel Kilogramm an Masse verliert Rigel in einer Sekunde durch die Umwandlung von Materie in Licht? (Licht- geschwindigkeit = 3 · 108 m/s)
Lösung: m = 1.8 · 1014 kg

A

Lösung: m = 1.8 · 1014 kg

30
Q

31) DieSonnewirdsichinca.5.5MilliardenJahrenzueinemRotenRiesenentwickeln,wobei Sie die Erde verschlucken wird. Denken Sie, dass zu diesem Zeitpunkt noch Menschen auf der Erde existieren werden? Auf welche Art und Weise wird die Menschheit mit diesem Problem umgehen? Wird Sie den Planeten Erde bereits verlassen haben? Begründen Sie Ihre Antwort in mindestens drei vollständigen Sätzen.

A
31
Q

32a) Beschreiben Sie den Prozess des Elektroneneinfangs: p + e- → n + νe. Welche Teilchen werden hier ineinander umgewandelt?

A

𝑝 = Proton
𝑒-= Elektron
𝑛 = Neutron
𝜈e = Elektron - Neutrino

32
Q

32b) Welche Naturkraft ist dafür verantwortlich?

A

Schwache Kraft

33
Q

32c) Welche besondere Art von Stern bildet sich aufgrund dieses Prozesses?

A

Neutronensterne

34
Q

32d) Berechnen Sie die Rotationsfrequenz des Krebspulsars. Seine Rotationsdauer beträgt T = 0.033 s.

A

f = 1/0.033 =30.3 Hz

35
Q

32e) Warum rotieren Neutronensterne so schnell?

A

Wegen der Drehimpulserhaltung

36
Q

33a) Das Coulombsche Gesetz lautet 𝐹 = 𝐾 * (q1q2)/r² . Erklären Sie alle Bestandteile der Gleichung:

A

F= Kraft zwischen den Ladungen
K= Coulomb - Konstante
q= Ladungen der beiden Körper
r= Abstand zwischen den beiden Ladungen

37
Q

33b) Mit welchem anderen Naturgesetz lässt sich dieses Gesetz vergleichen?

A

Gravitationsgesetz

38
Q

33c) Benennen Sie eine Gemeinsamkeit zwischen den beiden Gesetzen.

A

Abhängigkeit der Anziehung bzw Abstoßung vom Abstand der beiden Körper ist dieselbe (ca 1/r²)

39
Q

33d) Benennen Sie einen Unterschied zwischen den beiden Gesetzen.

A

Gravitationskraft ist weitaus schwächer als die elektrische Kraft

40
Q

34a) Wie groß ist die Reichweite von elektrischen Feldern?

A

unendlich

41
Q

34b) Die Elektrische Kraft bestimmt Naturvorgänge zwischen sehr o kleinen o großen Objekten.

A

kleinen

42
Q

34c) Von welchen Elementarteilchen werden elektromagnetische Kräfte übertragen?

A

Lichtteilchen (y)

43
Q

34d) Warum wurden positive und negative Ladungen zur Beschreibung von elektrischen Kräften eingeführt?

A

Weil die elektrische Kraft zwischen manchen Teilchen anziehend und zwischen anderen abstoßend ist

44
Q

34e) Was versteht man unter dem Begriff „Quantisierung“ der elektrischen Ladung?

A

Die Ladung kommt in der Natur immer als Vielfaches der Ladung des Elektrons vor

45
Q

34f) Gibt es einen solchen Elementarwert auch bei Massen?

A

Nein

46
Q

34g) Warum bewegen sich in einem Atom die Elektronen um die Protonen, und nicht die Protonen um die Elektronen?

A

Glaube: weil die Elektronen eine viel kleinere Masse als die Protonen haben

47
Q

35) Berechnen Sie die elektrische Abstoßung zwischen zwei Elektronen, sowie deren gravitative Anziehung, wenn sie sich in einem Abstand von 10-9 m zueinander befinden. Welche Kraft ist größer? Weiß man, warum der Unterschied zwischen diesen beiden Naturkräften so groß ist? (Hinweise: me = 9 · 10-31 kg, e = 1.6 · 10-19 C, G = 6.7 · 10-11, K = 9 · 109 )

A

Lösung: Fel = 2.3 · 10-10 N, Fgrav = 5.4 · 10-53 N

F= K * ________

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