Quantenphysik Flashcards
Was ist der Photoeffekt?
Das Auslösen von Elektronen aus einer Metalloberfläche durch die Bestrahlung mit Licht (Photonen)
Was war die Erwartung für die Photozelle nach dem klassischem Wellenbild und wie wurden diese enttäuscht?
Erwartung:
je höher die Intensität des Lichts, desto mehr Energie transportiert es, desto stärker werden Elektronen also abgelöst, Wellenlänge irrelevant
Ergebnis:
Licht mit unterschiedlicher Frequenz übertragt unterschiedliche Energiebeträge, Intensität bestimmt nur über Anzahl der herausgelösten Elektronen
Was sind die Zusammenhänge zwischen potenzieller und kinetischer Energie beim Photoeffekt?
Elektronen besitzen Epot=e*U, wenn sie gegen die Spannung angelaufen sind.
Ekin muss also größer gleich Epot sein.
Woher kommt das Planksche Wirkungsquantum (6,14*10^-34 Js)?
Konstante: Steigung des Frequenz-Energie Diagramms beim Photoeffekt bei verschiedenen Metallen.
W(kin)=h*f - W(austritt)
Bei W(kin)=0 ist das Elektron nicht gebunden aber hat zu wenig Energie, um sich zu bewegen (Grenzfrequenz).
Was heißt quantisierte Energie beim Licht?
Licht ist gequantelt wirksam, es kann also nicht nur einen Teil der Energie abgeben.
Worüber erfolgt der Nachweis der Masse eines Photons?
1) Änderung der Wellenlänge aufgrund von Gravität
2) Impulswirkung (Photoeffekt)
3) Compton- Effekt
Wie nennt man das Phänomen, dass ein Objekt sowohl Teilchen- als auch Welleneigenschaften hat?
Welle-Teilchen-Dualismus
Was sind Teilcheneigenschaften?
Masse, Impulseigenschaften, Gravitationswirkung
Was sind Welleneigenschaften?
Interferenzeigenschaften, ungestörte Überlagerung
Wie ist der Aufbau des Experiments zum Compton-Effekts?
Eine Röntgenröhre emittiert monochromatische Röntgenstrahlung auf einen Streukörper. In gewissem Abstand zu diesem wird ein Drehkristall positioniert, zu dem (in einem bestimmten Winkel) ein Zählrohr steht, dass die vom Kristall zurückgeworfene Strahlung aufnimmt.
Was sind die Ergebnisse des Compton-Effekts?
In der Streustrahlung treten neben der Wellenlänge der Röntgenstrahlung noch längere Wellenlängen auf (hauptsächlich Lambda Strich), die mit größerem Streuwinkel größer wird. Je höher die Ordnungszahl des Materials, desto größer der Anteil verlustfreier Strahlung.
Wie lautet die Formel zur Compton Wellenlänge?
delta lambda= Comptonwellenlänge*(1-cos (Streuwinkel))
Comptonwellenlänge (2,42*10^-12 m) beschreibt die maximale Änderung der Wellenlänge.
Wie ist der grundlegende Aufbau des Taylor-Experiments?
Doppelspaltexperiment mit Photonen: minimale Intensität (immer nur ein Photon nacheinander)
Was waren die Erkenntnisse des Taylor-Experiments (ohne Messung)?
Interferenzmuster entsteht-> Photonen interferieren mit sich selbst, da sie für jeden Spalt eine Wahrscheinlichkeitsamplitude besitzt, dessen Quadrat die Auftreffwahrscheinlichkeit beschreibt, die interferieren. An den Bereichen mit hoher Intensität ist die Wahrscheinlichkeit, ein Photon zu treffen am höchsten.
Warum bekommt man durch Messung/ Beobachtung des Taylor-Experiments andere Ergebnisse?
Die Messung beeinflusst das System, da wir dadurch in Wechselwirkung mit den Quantenteilchen treten.
