Autor |
Nachricht |
spam
Anmeldungsdatum: 13.03.2014 Beiträge: 189
|
spam Verfasst am: 12. Apr 2015 22:39 Titel: De Broglie-Wellenlängen |
|
|
Aufgabe: Berechnen Sie die de Broglie-Wellenlänge folgender Objekte:
(a) Eine Masse von 1 g bei einer Geschwindigkeit von 1 cm/s und bei 95% der Lichtgeschwindigkeit.
(b) Einem Elektron und einem Proton, welche eine Beschleunigungsspannunng von 2 kV durchlaufen.
(c) Ein typisches Atom eines Helium-Gases bei 300 K. Hinweis: Benutzen Sie die mittlere kinetische Energie eines Gasteilchens von (3/2)kT.
Wir hatten in der Vorlesung eigentlich nur die Beziehung
Für a) würde ich ansetzen , aber was mache ich mit der Lichtgeschwindigkeit? Die Angabe verwirrt mich.
b) Hier würde ich für das Elektron mit
ansetzen, wobei e die Elementarladung ist und U die Beschleunigungsspannung. Das Photon hat ja keine Ruhemasse, wie berechne ich für das Photon die Wellenlänge?
c)
Was setze ich hier für die Masse m ein? Einfach die Molmasse eines Heliumgases? |
|
|
TomS Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 17897
|
TomS Verfasst am: 12. Apr 2015 23:23 Titel: |
|
|
Du musst die Formel
benutzen und für den Impuls ggf. die relativistische Beziehung
benutzen.
Auch bei b) musst du beachten, dass der nicht-rel. Zusammenhang zwischen Energie und Impuls ggf. nicht mehr gültig ist. _________________ Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
|
|
spam
Anmeldungsdatum: 13.03.2014 Beiträge: 189
|
spam Verfasst am: 12. Apr 2015 23:41 Titel: |
|
|
a) ist somit klar, danke!
D.h. bei b) kann ich die Wellenlänge des Photons nicht berechnen?
Und was ist mit c)? Kann ich für die Masse des Heliumatoms
verwenden? Mit N als Avogrado-Konstante. |
|
|
TomS Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 17897
|
TomS Verfasst am: 12. Apr 2015 23:46 Titel: |
|
|
Was soll bei b) nicht funktionieren? U = 2kV ist gegeben.
Die Massen der Teilchen sind ca. 500 keV bzw. ca. 1 GeV. Darfst du da jetzt nicht-rel. rechnen?
Ach und übrigens handelt es sich um ein Proton ;-) _________________ Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
|
|
spam
Anmeldungsdatum: 13.03.2014 Beiträge: 189
|
spam Verfasst am: 12. Apr 2015 23:57 Titel: |
|
|
Oh, das ist ja ein Proton. Mein Fehler!
TomS hat Folgendes geschrieben: | Die Massen der Teilchen sind ca. 500 keV bzw. ca. 1 GeV. Darfst du da jetzt nicht-rel. rechnen? |
Ich denke schon, genauer begründen kann ich das aber nicht. Die Geschwindigkeit muss ja weit unter der Lichtgeschwindigkeit liegen, aber warum sind deine Massenangaben in eV?
Dann kann ich ja Proton und Elektron ganz easy berechnen. Und c) stimmt auch?
Edit: Bei deiner Formel zu a) steht ja die Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat. Wie füge ich da "95%ige" Lichtgeschwindigkeit ein? Mit (0,95*c)²? |
|
|
spam
Anmeldungsdatum: 13.03.2014 Beiträge: 189
|
spam Verfasst am: 13. Apr 2015 00:42 Titel: |
|
|
Okay nochmal zusammenfassend:
a)
Kann das überhaupt stimmen? Warum muss ich hier eigentlich relativistisch rechnen?
b) Für's Elektron:
Für's Proton:
c) Ein Heliumatom hat die Wellenlänge:
Mit m(He) = N/M(He) = 6,62 * 10^(-27) kg:
|
|
|
|
|