| Aufgabenfeld | Inhalt | Aufgaben | Lösungen |
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| Felder | Flugbahn von Protonen in elekrtischen und magnetischen Feldern | Felder (pdf) Felder (docx) |
Lösung (pdf) Lösung (docx) |
| Röntgenröhre | Das Spektrum einer Röntgenröhre wird untersucht. | Röntgenröhre (pdf) Röntgenröhre (docx) |
Lösung (pdf) Lösung (docx) |
| Felder | Es wird das Zusammenspiel von elektrischen und magnetischen Feldern für das Filtern von Ionen bestimmter Masse und Ladung untersucht. | Röntgenröhre (pdf) Felder 2 (docx) |
Lösung (pdf) Lösung (docx) |
| Wellen | Es wird die Interferenz am Doppelspalt mit Hilfe eines Mikrowellensenders untersucht. | Wellen (pdf) Wellen (docx) |
Lösung (pdf) Lösung (docx) |
| Aufgabenfeld | Inhalt | Aufgaben | Lösungen |
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| Schwingungen und Wellen | In dieser Aufgabe steht ein durch einen Widerstand gedämpfter Schwingkreis aus Spule und Kondensator im Mittelpunkt. Für den Schwingungsfall wird eine zeichnerische Auswertung verlangt, weitere Fälle sollen in Abhängigkeit der Dämpfung nebst mechanischen Beispielen dargestellt werden. Für den idealen Schwingkreis geht es außerdem um die theoretische Begründung des Schwingungsverhaltens durch eine Differentialgleichung sowie um die Veränderung der Eigenfrequenz unter Einfluss des Kondensators. | Schwingkreis (pdf) Schwingkreis (docx) |
Lösung (pdf) Lösung (docx) |
| Atomphysik | Der Zusammenhang zwischen Energie und Frequenz von Photonen bildet die Idee zu dieser Aufgabe. Das Plancksche Wirkungsquantum wird mit Hilfe von Leuchtdioden ermittelt. Die Messung der (Mindest)Spannung in Abhängigkeit der Farbe der LEDs wird als Lehrerversuch ausgeführt. Die Bestimmung der Wellenlängen der LEDs erfolgt in subjektiver Betrachtung durch die Schüler. Im letzten Teil der Aufgabe müssen mit Hilfe des Bohrschen Atommodells Probleme bezüglich der Anregungszustände von Wasserstoffgas gelöst werden. | h-Bestimmung (pdf) h-Bestimmung (docx) |
Lösung (pdf) Lösung (docx) |
| Quantenphysik | Grundlage dieser Aufgabe sind die quantenhafte Emission und Absorption von Energie. Die Schüler sollen das Schlüsselexperiment der quantenhaften Absorption – den Franck-Hertz-Versuch – erläutern und verschiedene Problemstellungen dazu bearbeiten. Eine Erweiterung bilden die Röntgenemissions- sowie Röntgenabsorptionsspektren unter besonderer Berücksichtigung der K-alpha-Linie. | FranckHertz (pdf) FranckHertz (docx) |
Lösung (pdf) Lösung (docx) |
| Felder | Es wird das Verhalten eines Elektronenstrahls im elektrischen Feld eines Plattenkondensators (Elektronenstrahlablenkröhre) untersucht. Die Schüler sollen die Bahnkurve herleiten und aus der Messung der Ablenkung des Strahls im homogenen Feld (Lehrerversuch) auf die Ablenkspannung schließen. Es schließt sich eine Betrachtung des Strahls im Wechselfeld an. Den Abschluss bildet die e/m-Bestimmung der Elektronen nach Busch im magnetischen Feld. | El-Ablenkung (pdf) El-Ablenkung (docx) |
Lösung (pdf) Lösung (docx) |
| Quantenphysik | Es werden die unterschiedlichen Möglichkeiten der Wechselwirkung von Photonen mit Elektronen behandelt. Die Erklärungen des lichtelektrischen Effekts sowie der Compton-Streuung sind wesentliche Bestandteile dieser Aufgabe. Um Aufschluss über die Energien der bei diesen Wechselwirkungen beteiligten Photonen zu erhalten, werden verschiedene Berechnungen durchgeführt. | Compton (pdf) Compton (docx) |
Lösung (pdf) Lösung (docx) |
| Schwingungen und Wellen | In dieser Aufgabe wird die Schwingung eines Federpendels betrachtet. Neben der ausführlichen Darstellung des Zustands der Schwingung zu verschiedenen Zeiten geht es um die theoretische Begründung des Schwingungsverhaltens durch eine Differentialgleichung sowohl im ungedämpften als auch gedämpften Fall. Im Anschluss wird eine Analogiebetrachtung zu einem elektrischen Schwingkreis vorgenommen. | Federpendel (pdf) Federpendel (docx) |
Lösung (pdf) Lösung (docx) |
| Quantenphysik | Welleneigenschaften von Elektronen werden mit Hilfe der Elektronenbeugungsröhre nachgewiesen. Die zu beobachtenden Erscheinungen sollen gedeutet sowie die zugehörige Theorie dargestellt werden. Als Erweiterung dient die Anwendung auf sehr schnelle (relativistische) Elektronen. | El-Beugung (pdf) El-Beugung (docx) |
Lösung (pdf) Lösung (docx) |
| Quantenphysik | Grundlagen dieser Aufgabe sind das Zustandekommen von Röntgenemissionsspektren sowie deren Untersuchung unter besonderer Berücksichtigung der K_alpha-Linie. Dabei werden sowohl die Bragg-Bedingung wie auch das Moseleysche Gesetz einbezogen. | Röntgen (pdf) Röntgen (docx) |
Lösung (pdf) Lösung (docx) |
| Felder | Thema dieser Aufgabe ist das Induktionsgesetz unter besonderer Berücksichtigung der zeitlichen Änderung der von einem konstanten Magnetfeld durchsetzten Fläche. Wird im ersten Teil der Aufgabe die Induktionsspannung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit einer Leiterschleife experimentell untersucht, geht es im letzten Teil um eine lineare zeitliche Flächenänderung. Des Weiteren wird der Energieerhaltungssatz durch einen Vergleich der mechanischen und elektrischen Arbeit an einer durch einen ohmschen Widerstand kurzgeschlossenen Leiterschleife überprüft. | Induktion (pdf) Induktion (docx) |
Lösung (pdf) Lösung (docx) |
| Quantenphysik | Mehrere Lichtquellen werden in dieser Aufgabe untersucht. Im ersten Teil der Aufgabe werden die beiden gelben Linien des Quecksilbers im Experiment mit einer Hg-Hochdrucklampe gemessen sowie die zugehörige theoretische Begründung verlangt. Außerdem werden die Erscheinungen am Glimmerblatt besprochen. Anschließend wird das gleiche Experiment mit der Hg-Höchstdrucklampe ausgeführt. Die dabei gemachten Beobachtungen führen zu einer Bestätigung der Heisenbergschen Unschärferelation. Die Grundlagen eines Lasers sind Bestandteil der letzten Teilaufgabe. | Heisenberg (pdf) Heisenberg (docx) |
Lösung (pdf) Lösung (docx) |