Quantenphysik (Unschärferelation und Co.)

    • Samy89
      Samy89
      Coach
      Coach
      Dabei seit: 18.06.2007 Beiträge: 3.129
      Hey

      Schreibe in 2 Monaten eine Pürfung zu folgenden Themen:
      - Doppelspalt
      - Fotoeffekt
      - Unschärferelation
      - Elektronenbeugung
      - Struktur der Materie

      Nun meine Fragen:
      1. Gibt es zum Doppelspalteffekt auch irgendwelche mathematischen Formeln?
      Ich habe hier ein Lehrheft von Stark über Quantenphysik.Dort steht allerdings keine einzige Formel zu diesem Thema.Kann mir nicht vorstellen,das ich eldeglich das Prinzip erklären muss.

      2. Unschärferelation: Ich verstehe leider nur soviel davon: Man kann bei einem Mikroteilchen nicht gleichzeitig den exakten Ort und Impuls feststellen.
      Nun wirds kurz peinlich: Der Impuls von einem Teilchen ist...?:E
      Zudem kann ich diese Formeln nicht nachvollziehen:
      delta x * delta p(x) > h/2*pi
      delta y * delta p(y) > h/2*pi
      delta z * delta p(z) > h/2*pi

      delta x,delta y,delta p = Unsicherheit in der Angabe des Ortes
      delta p(x),delta p(y),delta p(z) = Unsicherheit über die Angabe des Impulses.


      3. Elektronenbeugung: Steht leider nix im Heft zu und google spuckt nur Versuchsexperimente auf ohne eine einführende Erklärung.

      4.Struktur der Materie: Ob es reicht zu erläutern wie ein Atom aufgebaut ist,was Quanten sind? Kanns mir eige. nicht vorstellen.

      Alles auf Abiniveau (Abschlussprüfung).

      Lg
      Chris
  • 25 Antworten
    • sarc
      sarc
      Moderator
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      Dabei seit: 06.06.2008 Beiträge: 12.194
      Hast du danach schon gegoogelt? Die meisten deiner Fragen dürften sich per Wikipedia beantworten lassen... ;)

      1. Ja, gibt es, und ich wette, dass die auf der Wikipedia zu finden sind, alternativ in ner beliebigen Physik-Formelsammlung. Wenn du Fragen zu der Formel hast, kannst die natürlich gern posten.

      2. Stimmt so weit, Impuls ist nach wie vor m*v (was Google auch gewusst hätte... ;) ). Und was heißt, du kannst die Formeln nicht nachvollziehen? Ich erinnere mich nicht mehr so ganz daran zurück, wie das im Abi war, aber zumindest die Ableitung der Formeln, die ich kenne, ist so mathematisch, dass sie dein aktuelles Wissen eher übersteigen dürfte. Kann mir also nicht vorstellen, dass ihr da mehr zu gemacht habt. Was genau würdest du denn gern wissen?

      3. Auch hier die Frage: Was würdest du gern wissen? Sachen, über die du nachdenken könntest, wären zum Beispiel: Was ist Beugung? Was bedeutet es, wenn ein Elektronenstrahl der Beugung unterworfen ist? Wie kann man das nachprüfen?

      4. Das kann dir hier niemand beantworten. Dazu müsste man wissen, was ihr genau gemacht habt. Zumindest das Bundesland wär schon mal hilfreich, du solltest aber über Google auch den Lehrplan ausfindig machen können.
    • Samy89
      Samy89
      Coach
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      Dabei seit: 18.06.2007 Beiträge: 3.129
      Original von sarc
      Hast du danach schon gegoogelt? Die meisten deiner Fragen dürften sich per Wikipedia beantworten lassen... ;)

      1. Ja, gibt es, und ich wette, dass die auf der Wikipedia zu finden sind, alternativ in ner beliebigen Physik-Formelsammlung. Wenn du Fragen zu der Formel hast, kannst die natürlich gern posten.

      2. Stimmt so weit, Impuls ist nach wie vor m*v (was Google auch gewusst hätte... ;) ). Und was heißt, du kannst die Formeln nicht nachvollziehen? Ich erinnere mich nicht mehr so ganz daran zurück, wie das im Abi war, aber zumindest die Ableitung der Formeln, die ich kenne, ist so mathematisch, dass sie dein aktuelles Wissen eher übersteigen dürfte. Kann mir also nicht vorstellen, dass ihr da mehr zu gemacht habt. Was genau würdest du denn gern wissen?

      3. Auch hier die Frage: Was würdest du gern wissen? Sachen, über die du nachdenken könntest, wären zum Beispiel: Was ist Beugung? Was bedeutet es, wenn ein Elektronenstrahl der Beugung unterworfen ist? Wie kann man das nachprüfen?

      4. Das kann dir hier niemand beantworten. Dazu müsste man wissen, was ihr genau gemacht habt. Zumindest das Bundesland wär schon mal hilfreich, du solltest aber über Google auch den Lehrplan ausfindig machen können.
      Hey !:)


      Ich mache ein Fernabitur und die Prüfungen lege ich in Hamburg ab.Deswegen haeb ich leider keinen Lehrer den ich fragen kann,wie das alles unegfähr aussehen wird.
      Das einzige was ich habe sind die Prüfungsthemen die mir zugeschickt wurden
      Diese sehen exakt so aus:

      "Physik

      Schwingungen und Wellen
      · Grundlagen der harmonischen Schwingungen
      · Mechanische Welle
      · Wellenoptik

      Quantenphysik
      · Photoeffekt
      · Elektronenbeugung
      · Doppelspaltversuch
      · Unbestimmtheitsrelation
      · Struktur der Materie"

      joa^^ Die Prüfung wird mündlich ablaufen,wobei ich 30 minuten zuvor 3-4 Aufgaben bekomme - mehr weiss ich nicht.

      Zu den Themen:
      4: Alles was ich weiss hatte ich ja oben reingeschrieben.
      3: Ja ich werde da mal explizierter nach suchen,danke für die anhaltspunkte.
      2: wollte halt wissen,wie die formel zustande kommt.also warum sie genau so ist,wie sie ist.
      1: ich google gleich ma,schreibe dann nochma rein

      hattest du in deinem abi ebenfalls quantenphysik? wenn ja,wie sahs bei dir ungefähr aus?:)
    • sarc
      sarc
      Moderator
      Moderator
      Dabei seit: 06.06.2008 Beiträge: 12.194
      Ne, Quantenphysik gabs bei mir in der Oberstufe nicht so wirklich (bzw. nur in sehr begrenztem Maße, und ist schon ne Weile her...), darum hab ich da auch wenig Anhaltspunkte, was man machen könnte. Hast du irgendein Buch, das du benutzen sollst? Oder steht da auch zu wenig drin? Dann würd ich mir eventuell ein passenderes ausleihen.
      Vielleicht findest du auch ein paar alte Aufgaben. Bei mir gabs damals komplette Bücher, aber ich fürchte, für Hamburg ist das etwas schwieriger.

      4. Da kann ich dir dann leider auch nicht mehr sagen, aber vielleicht gibts hier ja Hamburger. Zumindest an der Uni ist Struktur der Materie eigentlich Festkörperphysik, und das umfasst ne ganze Menge. Was davon für die Schule wichtig ist, keine Ahnung.

      2. Du könntest dir da das hier mal ansehen: http://de.wikipedia.org/wiki/Heisenbergsche_Unsch%C3%A4rferelation#Die_Unbestimmtheitsrelation_von_Heisenberg
      Das könnte noch einigermaßen nachvollziehbar sein. Wie gesagt, die strenge mathematische Herleitung ist etwas komplizierter.
    • PaulDusel
      PaulDusel
      Bronze
      Dabei seit: 27.11.2007 Beiträge: 1.159
      Wenn du noch 2 Monate Zeit hast kann ich dir 2 Bücher empfehlen. Einmal "Quanten" und "Molecular Quantum Mechanics" bei von Atkins.
      Quanten ist für den Einstieg ganz gut und sehr basic. Das andere überfordert einen auch nicht sooo mit Formeln wie alle anderen Bücher und ist echt gut.
      Krass dass ihr das schon in der Schule macht. Wäre das bei mir der Fall gewesen hätte ich mir mein Studienfach nochmal gut überlegt...
    • sarc
      sarc
      Moderator
      Moderator
      Dabei seit: 06.06.2008 Beiträge: 12.194
      Na ja, von der Themenliste is jetzt nix dabei, was so wirklich gemein wär, aber man weiß halt nicht, bis zu welchem Niveau dies haben wollen. Deine Bücher dürften das vermutlich schon übersteigen... ;)

      Ich hab aber schon von Leuten gehört, die in der Schule dann auch schon mal nen Potentialtopf berechnet haben, und das find ich dann schon eher heftig.
    • FiftyBlume
      FiftyBlume
      Bronze
      Dabei seit: 06.06.2010 Beiträge: 8.580
      Original von sarc
      Na ja, von der Themenliste is jetzt nix dabei, was so wirklich gemein wär, aber man weiß halt nicht, bis zu welchem Niveau dies haben wollen. Deine Bücher dürften das vermutlich schon übersteigen... ;)

      Ich hab aber schon von Leuten gehört, die in der Schule dann auch schon mal nen Potentialtopf berechnet haben, und das find ich dann schon eher heftig.
      #


      Also zur Beruhigung:
      Man muss das nicht wirklich tiefgehend drauf haben(hatte Physik-LK) - einfach mal alte Abiaufgaben anschauen(ich weiß nicht, wie das in Hamburg ausschaut, aber in NRW werden die Aufgaben ein Jahr später veröffentlicht).

      Bei uns wurde nirgends eine Herleitung gefordert(nur vom Lehrer in den Vorklausuren) und wenn du nicht gerade besonders hohe Ambitionen hast, dann kommt man nur mit nem grundlegenden Verständnis und Formel umstellen schon ziemlich weit^^
    • coincidence
      coincidence
      Bronze
      Dabei seit: 02.02.2007 Beiträge: 196
      Also ich würde dir für den Anfang auch erstmal ein Buch empfehlen. Zu diesen Themen gibt es von leicht verständlich bis hin zu Demtröder - Experimentalphysik (des geht schon sehr weit in die Materie; mit Herleitungen) eigentlich sehr viele gute Bücher.

      Wenn du mir sagst wie deine Prüfungsaufgaben ungefähr aussehen kann ich dir mal ein paar Formeln raussuchen.
      Wir hatten das Fach "Physik der Materie" im Studium und des war schon sehr tiefgreifend (wir haben auch mit Potentialtöpfen gerechnet). Allerdings wundert es mich warum ihr nur die Quantenphysik behandelt und nicht noch die Atom und Kernphysik? Aber ich geh mal davon aus das mit "Struktur der Materie" von dir gemeint ist. Sollte es sich aber doch um Festkörperphysik handeln, kann ich dir auch mit einer Menge schöner Formeln weiterhelfen.

      Gruß coincidence
    • Samy89
      Samy89
      Coach
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      Dabei seit: 18.06.2007 Beiträge: 3.129
      Hey und danke für die ganzen Antworten.

      Also als Buch habe ich ja das von STARK"Abivorbereiter".Ich dachte eige. das dort alle nötigen Formeln fürs ABI drinstehen - scheinbar nicht.

      http://www.hamburg.de/contentblob/2043642/data/ext-abi-physik.pdf

      Hier sind die Themen vorgegeben,wovon man in der mündlichen Prüfung sich zwei Auswählt.
      Intern kann man noch das Thema "Kernphysik" wählen,weshalb ich nicht glaube,dass es zur "Struktur der Materie" dazugehört.
      Immerhin geht die Prüfung ja nur 30 Minuten und dementsprechend nur 15 Min. für Quantenphysik.
      Was mich halt nervt ist einfach die Ungewissheit,wieviel man wohl nun brauch...
      Ich schätze aber das es so ist wie Fiftyblume schon sagte.

      Wobei ich bei"Struktur der Materie" immer noch nicht so ganz bescheid weiss,wieviel die damit so meinen :D


      Leider gibt es keine Prüfungsprotokolle oder sonstiges da es im extern Abitur eh nur recht wenige veröffentlichte Prüfungen gibt und Quantenphysik von den wenigsten gewählt wird.
      "Normalerweise" wird Quantenphysik auch nicht in der Schule gelehrt - zumindest habe ich dazu kein Material bekommen.
    • coincidence
      coincidence
      Bronze
      Dabei seit: 02.02.2007 Beiträge: 196
      Also wenn ich mir das anschaue habt ihr sowohl eine mündliche und eine schriftliche Prüfung. Ausserdem steht unter Punkt 3.2 "Alle Prüflinge erhalten 30 Minuten Vorbereitungszeit" und nicht das die Prüfung nur 30 Minuten geht! Die Schriftliche dauert min. 4 Zeitstunden wovon ich ausgehe dass du dich mit diesen Themen schon ein bisschen mehr beschäftigen solltest!
    • Samy89
      Samy89
      Coach
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      Dabei seit: 18.06.2007 Beiträge: 3.129
      Original von coincidence
      Also wenn ich mir das anschaue habt ihr sowohl eine mündliche und eine schriftliche Prüfung. Ausserdem steht unter Punkt 3.2 "Alle Prüflinge erhalten 30 Minuten Vorbereitungszeit" und nicht das die Prüfung nur 30 Minuten geht! Die Schriftliche dauert min. 4 Zeitstunden wovon ich ausgehe dass du dich mit diesen Themen schon ein bisschen mehr beschäftigen solltest!
      Ich gebe dir eine kleien Einführung in das extern Abitur.
      Du hast 4 schriftliche und 4 mündliche Fächer.
      Du darfst sie nach einigen Auflagen selbstständig auswählen.
      Physik habe ich mündlich gewählt,weswegen ich sie auch mündlich abliefere.
      Die Prüfung dauert 30 Minuten,die Vorbereitungszeit sind ebenfalls 30 Minuten.

      Die schriftlichen Prüfungen habe ich schon bestanden und danke nochmal für die Info,wielange ich dafür Zeit hatte :rolleyes:

      Nachdem man die schriftlichen Prüfungen bestanden hat,darf man sich für die mündlichen anmelden.Ich bin zZ. auf dem Stand,das ich 2 Monate vor meinen mündlichen Prüfungen stehe.

      Zudem habe ich oben auch geschrieben,dass ich eine MÜNDLICHE prüfung ablege und keine schriftliche in Physik.
    • sarc
      sarc
      Moderator
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      Dabei seit: 06.06.2008 Beiträge: 12.194
      Ok, das ändert das Ganze etwas. Die ganzen Abiturvorbereiter werden dir dann weniger helfen, weil da ja hauptsächlich Aufgaben gezeigt werden. Wobeis natürlich sein könnte, dass dir eine Aufgabe präsentiert wird, die du dann bearbeiten und vorstellen sollst.
      Ich würde mir dann einfach ein gutes Buch (Metzler?) ausleihen und die Themen damit aufarbeiten, so dass du ein anständiges Verständnis (inklusive der wichtigsten Formeln) davon hast. Dein Fokus sollte auf jeden Fall auf "verstehen und erklären können" anstatt von "die wichtigsten Aufgabentypen rechnen können" liegen. Zwei Monate sind dafür auf jeden Fall ausreichend, aber du hast natürlich noch andere Fächer... ;)
    • Samy89
      Samy89
      Coach
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      Dabei seit: 18.06.2007 Beiträge: 3.129
      jooops^^
      spanisch und so... ;D
    • Samy89
      Samy89
      Coach
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      Dabei seit: 18.06.2007 Beiträge: 3.129
      Eine Frage zum Dopperlspalt:

      Ein Maximum auf dem Schirm findet man gerade dann, wenn der Gangunterschied Δs der beiden Wellen ein ganzzahliges Vielfaches einer ganzen Wellenlänge λ ist (anders formuliert, analog zu den Minima, ein geradzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge).


      Zur Verdeutlichung:
      Das Maximum ist wo die Teilchen/Wellen auf einen Ort x treffen oder?

      Minimum dann halt das Gegenteil?

      Versuche die Formel gerade zu verstehen...
    • Settra
      Settra
      Bronze
      Dabei seit: 09.07.2007 Beiträge: 859
      Beim Doppelspalt gehts um den Wellencharakter des Lichts, d.h die Maxima entstehen durch Interferenz. Das hast du immer wenn die Amplituden der Wellen in der gleichen Phase sind, minima eben dann wenn sie entgegengesetzte Phase haben.
      Wenn du an einem Doppelspalt beugst, entsteht ein Gangunterschied, damit es dann zu konstruktiver Interferenz kommt muss dieser Gangunterschied eben ein Vielfaches der Wellenlänge sein, weil die wellen dann die gleiche Phase haben.
    • SimplePlan
      SimplePlan
      Bronze
      Dabei seit: 12.04.2008 Beiträge: 3.946
    • Samy89
      Samy89
      Coach
      Coach
      Dabei seit: 18.06.2007 Beiträge: 3.129
      Original von SimplePlan
      Hatte das Video auch schon gesehen.Ist ganz gut,leider aber etwas grob und keine mathematischen Aspekte drin.
    • FlammenULI
      FlammenULI
      Bronze
      Dabei seit: 02.09.2005 Beiträge: 654
      Original von Samy89
      Hey

      Schreibe in 2 Monaten eine Pürfung zu folgenden Themen:
      - Doppelspalt
      - Fotoeffekt
      - Unschärferelation
      - Elektronenbeugung
      - Struktur der Materie

      Nun meine Fragen:
      1. Gibt es zum Doppelspalteffekt auch irgendwelche mathematischen Formeln?
      Dirac-Gleichung etwa.


      Ich habe hier ein Lehrheft von Stark über Quantenphysik.Dort steht allerdings keine einzige Formel zu diesem Thema.Kann mir nicht vorstellen,das ich eldeglich das Prinzip erklären muss.
      Welches Prinzip?
      Es gibt kein quantenphysikalisches Irgenwas.
      Es gibt nur Dinge, die komisch ausschauen (wie halt Teilchen oder Wellen oder so), aber das war's auch.


      2. Unschärferelation: Ich verstehe leider nur soviel davon: Man kann bei einem Mikroteilchen nicht gleichzeitig den exakten Ort und Impuls feststellen.
      Vielleicht, weil es das nicht hat.


      Nun wirds kurz peinlich: Der Impuls von einem Teilchen ist...?:E
      Zudem kann ich diese Formeln nicht nachvollziehen:
      delta x * delta p(x) > h/2*pi
      delta y * delta p(y) > h/2*pi
      delta z * delta p(z) > h/2*pi
      Das Teilchen (btw, es gibt keine Teilchen) hat keinen klassichen Impuls.


      3. Elektronenbeugung: Steht leider nix im Heft zu und google spuckt nur Versuchsexperimente auf ohne eine einführende Erklärung.
      Elektronen kann man nicht beugen, vielleicht ihre Bahnen.



      4.Struktur der Materie: Ob es reicht zu erläutern wie ein Atom aufgebaut ist,was Quanten sind? Kanns mir eige. nicht vorstellen.
      Das wissen die Physiker noch nicht mal selber.



      Alles auf Abiniveau (Abschlussprüfung).
      Vorschule ist doch das gleiche.
    • SlowLarry
      SlowLarry
      Bronze
      Dabei seit: 07.04.2006 Beiträge: 940
      Sehr hilfreiche Antwort FlammenULI, Gratulation.

      Die relativistische Behandlung des Doppelspalts würde mich aber noch interessieren.
    • dernick1991
      dernick1991
      Bronze
      Dabei seit: 03.01.2010 Beiträge: 453
      kauf dir das buch von metzlerphysik, physik LK, da stehts alles bestens drin mit formeln, herleitungen undso weiter.

      war mein physik lk buch und hat mich gut durchgebracht durchs abi.
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