Übungen fürs Abi 16.3. abends

Hier, was in der Schulcloud geschrieben habe:

Fangen wir an mit dem Haupttermin 2010. Und dabei mit der Aufgabe I. Das ist zunächst ein zwischen zwei Federn schwingender Wagen. Dann eine Welle und zuletzt beschleunigte Elektronen mit Wellen.
Kleine Anmerkungen a) Denkt an Periondendauer und Frequenz. Sinusförmige Schwingung Die Masse könnt ihr über die Frequenz und über D bestimmen. Denkt dran, dass zwei Federn am Wagen ziehen. Wenn man ihn nach links auslenkt, sinkt links die Kraft und rechts steigt sie. Das hatten wir auch mal in einer Klausur. kinetische Energie heißt Bewegungsenergie b) Denkt an f, c und lambda. Denkt an die Reflexion, den Unterschied zwischen einem festen und einem losen Ende c) das ist eine typische Interferenzaufgabe mit zwei Quellen. Passt eigentlich zu der einen Zeigerübung, die wir letzte Stunde hatten. d) De Broglie hatten wir ja sehr intensiv vor kurzem. Meint ihr, ihr schafft das bis morgen Abend? Ich würde erst einmal Mittwoch 18 Uhr als Termin ansetzen. Sagt aber bescheid, wenn ihr schon vorher fertig seid. Ich bin auf jeden Fall morgen früh online, aber auch den ganzen Tag über. Ich habe dienstags sonst nur Neuntklässler in Physik, und die will ich morgen erst einmal in Ruhe lassen, damit die ihre Hauptfächer erledigen können.

Zeigermodell

Ein harmonisch schwingendes Objekt kann durch einen gleichmäßig rotierenden Zeiger dargestellt werden.
Auf einer Kette von Schwingern breitet sich eine Welle aus. Jeder Schwinger hinkt seinem Vorgänger etwas hinterher, nämlich um den Teil d/lambda einer vollen Periode  (d: Abstand zweier Schwinger, lambda: Wellenlänge)
Im Fall einer Quanten-Welle (die der Schrödinger-Gleichung folgt) ist die Amplitude an jedem Punkt mathematisch gesehen ein Vektor in einer zweidimensionalen Ebene, der um den Ursprung rotiert. (für die vertieften Matheleute: eine komplexe Zahl).
Im Fall einer elektromagnetischen Welle kann man sich vorstellen, dass eine Komponente des rotierenden Zeigers das elektrische Feld an jedem Punkt beschreibt.

Hier eine interaktive Animation: https://www.geogebra.org/m/mnphun6e

Wenn die Wellen aus vielen Punkten miteinander interferieren, muss man die Zeiger vektoriell addieren. Man fügt sie zu einer Kette zusammen, und der resultierende Zeiger verläuft dann vom "Fuß" des ersten zur Spitze des letzten. Typischerweise ergeben sich dabei Spiralen oder S-förmige Ketten. Man nennt sie Cornu-Spiralen. (Hat nix mit Hörnern zu tun; der Mann hieß so, der das zuerst aufgezeichnet hat)

Auch hier ein interaktive Seite: https://www.geogebra.org/m/jjuhxv4g

Jetzt könnt ihr es mit Papier und Bleistift versuchen. Für die Abstände braucht ihr entweder ein Lineal oder ein bisschen Pythagoras. Hier das Arbeitsblatt: zeiger_arbeitsblatt.pdf und hier nochmal eine interaktive Seite, um weiter auszuprobieren: https://www.geogebra.org/m/vata8w4j

Hier ist eine animierte Version des Doppelspalts. Beide Zeiger und die Summe beider Zeiger drehen sich. Außerdem wird eine Spur gezeigt, deren Farbe die Intensität der Überlagerung zeigt. https://www.geogebra.org/m/aKGCCPju

Orbitale

Wellenfunktionen der Elektronen um einen Kern
http://www.orbitals.com/orb/orbtable.htm

Röntgenstrahlung

Hier ist einiges zur Wiederholung und einige Aufgaben

Lies die Seite über die Erzeugung von Röntgen-Strahlung
https://www.leifiphysik.de/atomphysik/roentgen-strahlung/grundwissen/erzeugung-von-roentgen-strahlung

Lies die Seite über Bremsstrahlung
https://www.leifiphysik.de/atomphysik/roentgen-strahlung/grundwissen/bremsstrahlung

Lies die Seite über die charakteristische Strahlung
Lies die Seite über Bremsstrahlung https://www.leifiphysik.de/atomphysik/roentgen-strahlung/grundwissen/bremsstrahlung

Hier ist erklärt, wie Henry Moseley das Gesetz über die Frequenz der K-, L- und M-Linien gefunden hat
https://www.leifiphysik.de/atomphysik/roentgen-strahlung/versuche/gewinnung-des-moseley-gesetzes

Lies die Seite über unseren Röntgen-Versuch durch und bearbeite die Aufgaben zu den Linien im charakteristischen Spektrum:
https://www.leifiphysik.de/atomphysik/roentgen-strahlung/versuche/roentgen-emissionsspektrum

Franck-Hertz-Versuch

in einer Simulation von der Uni Wien
https://www.univie.ac.at/anfpra/neu1/applets/Franck-Hertz/index.htm

und ein Programm, das man herunterladen und ausführen muss
http://www.mabo-physik.de/franck_hertz_versuch.html

Knallerversuch

http://viererphysik.blogspot.com/2015/01/elitzur-vaidman.html

Mach-Zehnder-Interferometer im Simulationsprogramm

Ladet und startet das Simulationsprogramm:
http://milq.tu-bs.de/data/_uploaded/image/simulationen/Interferometer.exe

Versuch 1
Schalte die Quelle ein mit der Option "einzelne Photonen".
Beobachte, wie die Photonen einzeln auftreffen, und sich die Auftreffpunkte zu einem Interferenzmuster zusammenfügt. Mit der Taste "Tempo!" kannst du viele Photonen auf einmal schicken.

Versuch 2
Schalte die Polfilter 1 und 2 zu. Stelle beide parallel horizontal (90°). Wiederhole Versuch 1.

Versuch 3
Drehe einen der Polfilter vertikal (0°). Wiederhole den Versuch und beobachte den Unterschied zu den Versuchen 1 und 2.

Versuch 4
Schalte nun Polfilter 3 zu und stelle ihn schräg auf 45°. Damit geht die Information über den Weg verloren. Beobachte und vergleiche mit den Versuchen 1 bis 3.

Wenn in den Quantenobjekten die Information über den Weg steckt, interferieren sie nicht mit sich selbst.
Wenn keine Information über den Weg möglich ist, beobachtet man Interferenz. 

Hier ein Cartoon, der die Eigenschaften der Elementarteilchen in unserer Größe zeigt.
http://i.imgur.com/zzqi756.jpg?1