Physik der Atomhülle

Question 1

Nenne die verschiedenen Arten von Spektren

Answer 1

• kontinuierliches Spektrum
• Emissionslinienspektrum
• Absorptionslinienspektrum

Question 2

Wie entsteht ein kontinuierliches Spektrum?

Answer 2

Bei der Zerlegung des Lichts glühender fester Körper oder leuchtender Gase unter hohem Druck

Question 3

Wie entsteht ein Emissionslinienspektrum?

Answer 3

Bei der Zerlegung des Lichts leuchtender Gase unter niedrigem Druck

Question 4

Wie entsteht ein Absorptionslinienspektrum?

Answer 4

Bei der Zerlegung des Lichts, welches von einer kontinuierlichen Lichtquelle kommt und ein Gas unter niedrigem Druck durchdringt.

Question 5

Welchen Wert hat n bei der Balmer-Reihe?

Answer 5

2

Question 6

Wie sieht das Energieniveauschema für Wasserstoff aus?

Answer 6

Question 7

Wozu dient der Frank-Hertz-Versuch?

Answer 7

Zum Nachweis diskreter Energieniveaus im Atom.

Question 8

Wie ist der Versuchsaufbau beim Frank-Hertz-Versuch?

Answer 8

Question 9

Wie sieht das I-U-Diagramm beim Frank-Hertz-Versuch aus?

Answer 9

Question 10

Erkläre den Ablauf des Frank-Hertz-Versuchs

Answer 10

• Die Spannung wird erhöht => Elektronen haben mehr Energie, wenn sie die Gegenspannung überwunden haben, haben aber noch zu wenig Energie um die Hg-Atome anzuregen => stoßen elastisch mit ihnen zusammen, keine Energieübertragung
• Sobald die Elektronen eine Energie von 4,9eV erreichen, stoßen sie unelastisch mit den Hg-Atomen zusammen, Energie wird übertragen => jetzt haben die Elektronen zu wenig Energie, um die Gegenspannung zu überwinden => Die Stromstärke bricht ein
• Wenn Spannung weiter steigt können sie ein Hg-Atom anregen und haben dann noch genug Energie um die Gegenspannung zu überwinden => Stromstärke steigt
• Wenn sie vielfaches von 4,9eV erreichen können sie mehrere Atome anregen, haben dann aber immer zu wenig Energie um die Gegenspannung zu überwinden => immer bei Vielfachen von 4,9eV bricht die Stromstärke ein

=> Stromstärke sinkt nicht auf 0, da es immer Elektronen gibt, die trotz das sie genug Energie hätten nicht mit einem Hg-Atom zusammenstoßen

Question 11

Was sind die Besonderheiten beim Bohrschen Atommodell?

Answer 11

• Wasserstoff Atom besteht aus 1 Proton und 1 Elektron
• Elektronen bleiben auf ihren Bahnen wegen GGW zwischen Radial und Coulombkraft

Question 12

Was passiert bei spontanen Emissionen?

Answer 12

Angeregter Zustand besteht nur ca. 10^-8s, die Emission erfolgt ohne äußere Einwirkung.

Question 13

Was passiert bei induzierten Emissionen?

Answer 13

Angeregter Zustand besteht mehr als 10^-2s. Die Emission wird durch Photonen stimuliert.

=> Die Ausgesandten Photonen haben jeweils den gleichen Energiebetrag wie das stimulierende Photon

Question 14

Wie ist ein Laser aufgebaut?

Answer 14

Question 15

Nenne die Eigenschaften von Laserlicht

Answer 15

• nahezu parallel
• monochromatisch (nur eine Wellenlänge)
• Frequenz/Wellenlänge ist abhängig vom Lasermedium
• hat hohe Leistungsdichte
• kohärent, polarisiert, gebündelt

Question 16

Wie funktioniert ein Laser?

Answer 16

• Energiequelle regt Atome im Medium an => möglichst viele Elektronen werden auf ein metastabiles Niveau gehoben (durch geladene beschleunigte Teilchen im Medium) => stoßen mit anderen Atomen zusammen
• Photonen können angeregte Atome anregen => sendet ein zusätzliches Photon aus => Kettenreaktion
• Photonen fliegen in alle Richtungen => durch Spiegel werden Photonen zurück ins Medium geschickt => nur waagerecht fliegende Photonen regen Atome an
• es entsteht eine stehende Welle im Lasermedium
• gelangt durch den teildurchlässigen Spiegel