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KoSo
Anmeldungsdatum: 07.06.2008
Beiträge: 39
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 KoSo Verfasst am: 07. Jun 2008 16:34 Titel: De - Broglie |
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Hallo!
Ich versuche ein paar Aufgaben hier mal langsam durchzurechnen.
Ich hoffe ihr könnt mir helfen.
 http://i29.tinypic.com/mbis6x.jpg
Also fangen wir bei 1.a) an.
Ich hab da ca.  raus.
Stimmt das? Wenn ja, dann würde ich bei b) folgendes antworten.
In großen Körpern ist die Wellenlänge sehr gering, da einfach Nenner sehr groß wird. Aber wie lann ich mir eigentlich das eigentlich bildlich vorstellen? |
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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| pressure Verfasst am: 07. Jun 2008 16:45 Titel: |
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Willkommen hier im Forum. Sicher können wir ein paar dieser Aufgabe mit dir durchrechnen.
Du hast aber glaube ich schon einen kleinen Fehler gemacht. Ich glaube du hast die Geschwindigkeit falsch berechnet...
Ich komme bei der a) auf:
Zur Deutung. Du hast recht, je größerer ein Körper ist (von der Masse), desto kleiner ist seine Wellenlänge. Die Deutung könnten nun z.B. sein, dass die Wellenlänge von makroskopischen Körpern so klein ist, dass ihre Welleneigenschaft komplett vernachlässigt werden kann und somit in der Realität weder nachgewiesen werden kann noch eine Rolle spielt. Im Gegensatz natürlich zu Elektronen für diese die Welleneigenschaft eine wichtige Rolle spielt. |
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KoSo
Anmeldungsdatum: 07.06.2008
Beiträge: 39
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| KoSo Verfasst am: 07. Jun 2008 17:00 Titel: |
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| pressure hat Folgendes geschrieben: |
Willkommen hier im Forum. Sicher können wir ein paar dieser Aufgabe mit dir durchrechnen.
Du hast aber glaube ich schon einen kleinen Fehler gemacht. Ich glaube du hast die Geschwindigkeit falsch berechnet...
Ich komme bei der a) auf:
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Blöder Fehler  , aber Danke!
| pressure hat Folgendes geschrieben: | | Zur Deutung. Du hast recht, je größerer ein Körper ist (von der Masse), desto kleiner ist seine Wellenlänge. Die Deutung könnten nun z.B. sein, dass die Wellenlänge von makroskopischen Körpern so klein ist, dass ihre Welleneigenschaft komplett vernachlässigt werden kann und somit in der Realität weder nachgewiesen werden kann noch eine Rolle spielt. Im Gegensatz natürlich zu Elektronen für diese die Welleneigenschaft eine wichtige Rolle spielt. |
Ok, dann sollte ich diese Aufgabe schon einmal halbwegs verstanden haben. Danke.
Also nun die 2. Aufgabe :
LEider ist die Masse des Protons nicht gegeben. Muss man die dann irgendwie anders berechnen oder kann man da ruhig in seine Formelsammlungs nachschauen?
Also insgesamt hab ich eine Wellenlänge von
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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| pressure Verfasst am: 07. Jun 2008 17:13 Titel: |
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Bei 1/100 der Lichtgeschwindigkeit kannst du klassisch rechnen, hast du ja auch. Die Protonenmasse musst du deiner Formelsammlung entnehmen. Du hast dich allerdings wieder um eine Größenordnung verechnet, nämlich bei der Geschwindigkeit. Hast du vielleicht die Lichtgeschwindigkeit in km/s gehabt und dies einfach übersehen ?
Ich kömme nämlich auf:
Und bitte rechnen auch deswegen alles mit Einheiten  |
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KoSo
Anmeldungsdatum: 07.06.2008
Beiträge: 39
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| KoSo Verfasst am: 07. Jun 2008 20:50 Titel: |
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| pressure hat Folgendes geschrieben: | Bei 1/100 der Lichtgeschwindigkeit kannst du klassisch rechnen, hast du ja auch. Die Protonenmasse musst du deiner Formelsammlung entnehmen. Du hast dich allerdings wieder um eine Größenordnung verechnet, nämlich bei der Geschwindigkeit. Hast du vielleicht die Lichtgeschwindigkeit in km/s gehabt und dies einfach übersehen ?
Ich kömme nämlich auf:
Und bitte rechnen auch deswegen alles mit Einheiten |
hmm, blöd hattest Recht mit km/s. Aber was meinen die mit der elektromagnetischen Welle? |
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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| pressure Verfasst am: 07. Jun 2008 20:54 Titel: |
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Wenn du ein Photon (=elektromagnetische Welle) mit dieser Wellenlänge betrachtest. In welchem Bereich des Spektrums bist du dann: Röngenstrahlung, Gammastrahlung, Radiowellen, Infrarotbereich, sichtbares Licht usw. ... |
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KoSo
Anmeldungsdatum: 07.06.2008
Beiträge: 39
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| KoSo Verfasst am: 07. Jun 2008 20:56 Titel: |
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Und wie kann ich das jetzt ohne eine best. Grafik oder Tabelle ermitteln? |
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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KoSo
Anmeldungsdatum: 07.06.2008
Beiträge: 39
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| KoSo Verfasst am: 07. Jun 2008 21:29 Titel: |
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Naja, die Aufgabe ist ja blöd. Also man sollte schon die Aufgaben so stellen, dass man sie auch ohne wiki lösen kann. Aber egal. Ich danke dir schon mal für deine brilliante Hilfe!
Also 3. Aufgabe :
geg.:
ges.:
Also erstmal berechne ich aus der 2. Formel die Geschwindigkeit.
Dann berechne ich mit dieser Geschwindigkeit die Energie durch
 . Diese setzte ich dann diese gleich der 1. Formel und kann dann die Spannung berechnen. Stimmt dieser Ansatz? |
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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| pressure Verfasst am: 07. Jun 2008 22:13 Titel: |
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Ja der Ansatz stimmt. Dennoch würde ich, wenn du die die Gleichung nach v aufgelöst hast, eben beide Geschwindigkeiten berechnen und damit ihr Verhältnis zu c. Somit kannst direkt entscheiden ob nichtrelativistisch rechnen darfst (darfst du hier natürlich). Solltest du das nicht dürfen ist der Ansatz folglich falsch.
Ich poste jetzt schon mal meine Ergebnisse:
Kommst du auf das gleiche ? |
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KoSo
Anmeldungsdatum: 07.06.2008
Beiträge: 39
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| KoSo Verfasst am: 08. Jun 2008 12:18 Titel: |
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| pressure hat Folgendes geschrieben: | Ja der Ansatz stimmt. Dennoch würde ich, wenn du die die Gleichung nach v aufgelöst hast, eben beide Geschwindigkeiten berechnen und damit ihr Verhältnis zu c. Somit kannst direkt entscheiden ob nichtrelativistisch rechnen darfst (darfst du hier natürlich). Solltest du das nicht dürfen ist der Ansatz folglich falsch.
Ich poste jetzt schon mal meine Ergebnisse:
Kommst du auf das gleiche ? |
Genau auf das Gleiche, leider nur umgekehrt^^, bei mir kommt raus :
b) können wir schlecht lösen ohne diese Beispiele, hab das Buch nicht da.
4. Ist ja eigentlich nur stures einsetzen, oder?
5. Mein Ansatz bei 5. wäre erstmal die Wellenlänge des Elektrons zu berechnen. Aber wie berechne ich denn die Frequenz. Also wenn da Proton stehen würde, dann könnte ich es lösen, aber für ein Elektron wird es schwer. |
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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| pressure Verfasst am: 08. Jun 2008 12:40 Titel: |
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Zu 3) Ich habe das e und p vertausch  Deine Ergebnisse sind also richtig.
Zu 4) Du musst wirklich nur einsetzen.
Zu 5) Warum kannst du es für ein Elektron lösen, für ein Proton aber nicht ? - Ich glaube du meinst statt Elektron eher Photon. Ich glaube dir fehlt die folgende Formel, di du bestimmt in einer Formelsammlung nachschlagen kannst.
Mit ihr und der Formel für die Wellenlänge kannst du nun die Phasengeschwindigkeit abhängig von c angeben. Du wirst übrigens zu einem sehr überraschenden Ergebnis kommen, das es dann zu disktuieren gilt. |
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KoSo
Anmeldungsdatum: 07.06.2008
Beiträge: 39
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| KoSo Verfasst am: 08. Jun 2008 13:36 Titel: |
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| pressure hat Folgendes geschrieben: | Zu 5) Warum kannst du es für ein Elektron lösen, für ein Proton aber nicht ? - Ich glaube du meinst statt Elektron eher Photon. Ich glaube dir fehlt die folgende Formel, di du bestimmt in einer Formelsammlung nachschlagen kannst.
Mit ihr und der Formel für die Wellenlänge kannst du nun die Phasengeschwindigkeit abhängig von c angeben. Du wirst übrigens zu einem sehr überraschenden Ergebnis kommen, das es dann zu disktuieren gilt. |
Ja, ich meinte Photon
2 Formeln habe ich jetzt ja gegeben :
Ich ersetze dies jetzt in derobersten Formel.
Jetzt setzte ich die gegebene Geschwindigkeit ein.
Eine Phase ist 10 mal schneller als Lichtgeschwindigkeit?
hmm:D |
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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| pressure Verfasst am: 08. Jun 2008 13:46 Titel: |
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Richtig 
Ist das nicht ein Widerspruch zu der SRT und wenn nicht, warum nicht ? |
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KoSo
Anmeldungsdatum: 07.06.2008
Beiträge: 39
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| KoSo Verfasst am: 08. Jun 2008 18:19 Titel: |
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hmm, leider kenne ich die Einzelheiten der SRT gar nicht.
Ich bin jetzt von Chemie zu Physik rübergewechselt und der Lehrer meinte ich sollte mir den Stoff der 12. Klasse aneignen.Aber ich danke dir schon mal ganz herzlich, denn ich denke alle Aufgaben durchzumachen wäre ein wenig übertrieben. |
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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| pressure Verfasst am: 08. Jun 2008 18:43 Titel: |
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Des wesentlich ist eigentlich, dass die SRT besagt, dass keine Information schneller als mit Lichtgeschwindigkeit übertragen werden kann. Da über die Phasengeschwindigkeit keine Information übertragen wird, stellt dies auch keinen Widerspruch da. |
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KoSo
Anmeldungsdatum: 07.06.2008
Beiträge: 39
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| KoSo Verfasst am: 08. Jun 2008 18:58 Titel: |
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Aber so eine Phase besteht doch eigentlich aus einer Elektronenschar.
Und das sind ja wiederum Informationen. |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 13. Jun 2008 06:47 Titel: |
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| pressure hat Folgendes geschrieben: |
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Mit dem  für die Energie bin ich hier nicht einverstanden.
Denn für die Formeln der de-Broglie-Welle nimmt man weder die Ruheenergie noch die Gesamtenergie des Teilchens, sondern die kinetische Energie.
(vergleiche auch zum Beispiel Seite 3 in http://www.uni-tuebingen.de/uni/pki/skripten_krist_1/VK1_Strahlung_0304.DOC
)
Mit der bekommt man eine Phasengeschwindigkeit der de-Broglie-Welle, die hier gleich der halben Teilchengeschwindigkeit ist.
Und um das zu erklären, ist man beim Unterschied zwischen Phasengeschwindigkeit und Gruppengeschwindigkeit. (Welche von beiden entspricht der Teilchengeschwindigkeit?)
Mit Phasengeschwindigkeiten größer als c bekommt man es in dieser Aufgabe 5 also nicht zu tun.
| KoSo hat Folgendes geschrieben: | Aber so eine Phase besteht doch eigentlich aus einer Elektronenschar.
Und das sind ja wiederum Informationen. |
Vorsicht, da verwechselst du wohl zwei Dinge: Eine Teilchenwelle kann sehr wohl aus nur einem einzigen Teilchen bestehen.
Was du hingegen mit "Schar" meinen könntest, ist dass sich die Gruppengeschwindigkeit auf ein Wellenpaket bezieht, das wiederum eine Überlagerung vieler ebener Wellen ist. Dieses Wellenpaket, also diese Überlagerung vieler ebener Wellen, ist dann gerade unser eines Teilchen. |
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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| pressure Verfasst am: 13. Jun 2008 11:47 Titel: |
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Komisch...
In meiner Formelsammlung steht:
Daraus folgt dann auch die Gleichung für die Frequenz. Wenn soll ich nun glauben, der Formelsammlung oder dir ?  |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 13. Jun 2008 13:36 Titel: |
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Stimmt, da war ich ein bisschen voreilig, als ich oben die eine der beiden Möglichkeiten als falsch bezeichnet habe:
Was man genau unter der Phasengeschwindigkeit versteht, hängt davon ab, ob man das ganze nichtrelativistisch oder relativistisch betrachtet.
Die nichtrelativistische Betrachtung bezieht die Ruheenergie nicht mit ein und führt zum Resultat
, die relativistische Betrachtung hingegen bezieht die Ruheenergie bei der Berechnung der Phasengeschwindigkeit mit ein und führt zum Resultat
Die Herleitungen dazu findet man zum Beispiel auf Seite 469 in folgendem Skript (= Seite 21 von 60 der pdf-Datei)
http://www.wmi.badw.de/teaching/Lecturenotes/Physik3/Gross_Physik_III_Kap_12.pdf
, sie führen zu denselben beiden Ergebnissen wie unsere beiden Varianten für die konkrete Rechnung für v= c/10 .
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Diese Frage ist also wohl weniger eine Frage von richtig oder falsch, sondern eine Frage dessen, ob in dieser Schulaufgabe und bei Geschwindigkeiten von nur c/10 noch locker die klassische Betrachtung gemeint ist, oder ob man da schon die voll relativistische Betrachtung drauf los lassen soll. |
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pressure
Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496
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| pressure Verfasst am: 13. Jun 2008 13:44 Titel: |
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Einverstanden 
Die relativistische Betrachtung führt dann aber doch auf
 .
Und das wird wohl auch mit "verblüffenden Ergebnis" in der Aufgabenstellung gemeint sein, oder liege ich da schon wieder falsch ? |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 13. Jun 2008 13:48 Titel: |
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Das ist eine von zwei guten Interpretationsmöglichkeiten. Ich hatte mir gedacht, das klassische Ergebnis:
"Hoppla, die Phasengeschwindigkeit ist ja gar nicht gleich der Teilchengeschwindigkeit, sondern nur die Hälfte davon."
könnte man auch schon ein bisschen als verblüffend empfinden |
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KoSo
Anmeldungsdatum: 07.06.2008
Beiträge: 39
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| KoSo Verfasst am: 13. Jun 2008 15:43 Titel: |
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ICh danke euch für eure Hilfe, eine letzte Frage hab ich noich, könntet ihr mir vlt. noch eine gute Seite nennen, die ein paar weitere Klausuren drin haben, außer leifi, die hab ich schon gemacht, am Besten das gleich Thema wie oben. |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 14. Jun 2008 01:29 Titel: |
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Vielleicht könntest du da direkt schon mal in Abitur-Aufgabensammlungen reinschauen, da gibt es sicher auch einige Aufgabenteile zu diesem Thema.
Solche Aufgabensammlungen gibt es natürlich zum einen in Buchform; zum anderen findest du auch schon mal ziemlich viele solche Aufgaben auf Seiten wie
http://www.abiturloesungen.de/ |
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KoSo
Anmeldungsdatum: 07.06.2008
Beiträge: 39
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| KoSo Verfasst am: 06. Jul 2008 13:51 Titel: |
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Hallo!
Da bin ich wieder , möchte euch nicht auf die Nerven gehen, aber kann mir jemand bei der Aufgaben 6 helfen. Die Bragg-Beziehung muss gelten, aber wie komme ich denn auf die Wellenlänge, wenn ich die Frequenz habe??
Dann könnte ich alles berechnen. |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 06. Jul 2008 14:30 Titel: |
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Bei der Aufgabe 6 geht es um Röntgenstrahlen, also um elektromagnetische Wellen, und für die gilt  .
Dabei ist  die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Welle,  ihre Wellenlänge und  ihre Frequenz.
Kommt dir das bekannt vor? |
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KoSo
Anmeldungsdatum: 07.06.2008
Beiträge: 39
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| KoSo Verfasst am: 06. Jul 2008 15:08 Titel: |
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Ja, hab ich auch schon bestimmt irgendwo gesehen , aber wie komme ich jetzt auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit, die hab ich ja nicht gegeben, oder? |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 06. Jul 2008 15:52 Titel: |
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Überleg mal: Was ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle? |
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KoSo
Anmeldungsdatum: 07.06.2008
Beiträge: 39
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| KoSo Verfasst am: 06. Jul 2008 19:25 Titel: |
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| Wikipedia hat Folgendes geschrieben: | | Elektromagnetische Wellen verhalten sich immer auch wie Teilchen (siehe Welle-Teilchen-Dualismus). Diese nennt man Photonen. |
Also Lichtgeschwindigkeit! |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 06. Jul 2008 23:22 Titel: |
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Einverstanden |
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KoSo
Anmeldungsdatum: 07.06.2008
Beiträge: 39
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| KoSo Verfasst am: 07. Jul 2008 23:19 Titel: |
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Langsam fängt Physik an mir Spaß zu machen
Hab jetzt mittlerweile alle Aufgaben außer die letzte mit dem Doppelspaltversuch gelöst, natürlich mit eurer Hilfe , also nochmal ein großes DANKEschön! |
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