Aufgaben zu Atomhülle und Spektren

38 Aufgaben zu Atomhülle und Spektren aus dem Abitur NRW Physik (2021-2026). Mit ausführlicher Lösung und automatischer Korrektur.

Aufgabe 1 · GK · Fassadenbeleuchtung Allianz Arena 2026

Spektren von Leuchtstofflampe und RGB-LED analysieren, atomare Ursache der Linien erklären und Wellenlängen aus dem Energieniveauschema von Quecksilber berechnen.

Aufgabe 3 · GK · Fassadenbeleuchtung Allianz Arena 2026

Im Jahr 2015 wurde die Fassadenbeleuchtung der Allianz Arena in München komplett neu gestaltet. Bewerten Sie anhand von drei Aspekten aus Material M 3, ob eine Fassadenbeleuchtung wie die der Allianz Arena sinnvoll ist.

Aufgabe 1 · GK · Marsspektroskopie 2026

Aufgabe 1 zu spektroskopischen Untersuchungen auf dem Mars (LIBS-Instrument): a) Entstehung von Linienspektren anhand diskreter Energieniveaus erklären. b) Eine geeignete Fragestellung aus Material 2 auswählen und begründen. c) Aussage eines Schülers bezüglich des Vorkommens von Natrium und Helium anhand von…

Aufgabe 1a - Atomhülle und Spektren · GK · Photonen in der Zahnmedizin 2026

Erläutern Sie das Prinzip der Absorption und Emission von Licht durch Atome modellhaft anhand von Energieniveaus.

Aufgabe 2 · GK · Photonen in der Zahnmedizin 2026

Material 2 (Campherchinon und Lucirin): Begründen Sie, welcher Wellenlängenbereich bei Verwendung von Campherchinon ausgeschlossen werden muss. Stellen Sie die Absorption bei maximaler relativer Absorption von Lucirin in einem Energieniveauschema dar und berechnen Sie die Energiedifferenz.

Aufgabe 3 · GK · Photonen in der Zahnmedizin 2026

Aufgabe 3: Fluoreszenzspektren von Zähnen und Füllmaterialien. a) Entstehung von Fluoreszenzlicht anhand eines beschrifteten Energieniveauschemas beschreiben. b) Experiment zur Aufnahme der Fluoreszenzspektren planen (Skizze und Beschreibung). c) Geeignetstes Füllmaterial (Füllmaterial 2) begründen.

Aufgabe 1 · LK · Leuchtende Lebewesen 2026

1a: Begründen, dass nur eines der drei Spektren in Abb. 1 zum Leuchten des Leuchtkäfers (grünes Licht) passen kann. 1b: Frequenz und Energie in eV der Photonen mit maximaler Intensität für Spektrum 2 berechnen.

Aufgabe 2 · LK · Leuchtende Lebewesen 2026

2a: Begründen, welcher Prozess keinen Erklärungsansatz für das Leuchten im Dunkeln liefert. 2b: Vorgang der Phosphoreszenz anhand von Abb. 2 beschreiben. 2c: Mit passenden Energiewerten beschriftetes Energieniveauschema für Fluoreszenz in zwei sichtbaren Wellenlängen skizzieren.

Aufgabe 3 · LK · Leuchtende Lebewesen 2026

Experimente zur Spektrenaufnahme von Firefly-Luciferin (Emissions- und Absorptionsspektrum) anhand der Materialliste planen (mit Skizze und Durchführung) und anhand der Spektren eine Hypothese zum Leuchtmechanismus im Dunkeln aufstellen.

Aufgabe 4 · LK · Leuchtende Lebewesen 2026

Aufgabe 4: Modell des linearen Potenzialtopfes für Firefly-Luciferin. a) Begründen anhand einer Rechnung, dass das Modell keine exakte Vorhersage der grünen Farbe liefert (Länge L = 1,6 nm, 10 freie Elektronen, Übergang n=6 zu m=5). b) Einen möglichen Grund angeben, warum das Molekül nicht durch den linearen…

Aufgabe 5 · LK · Leuchtende Lebewesen 2026

Bewerten Sie einen möglichen Einsatz selbstleuchtender Bäume als Straßenbeleuchtung auf Basis dreier möglicher Folgen dieser Entscheidung.

Aufgabe 1b - Atomhülle und Spektren · LK · Potenzialtopfmodell - Acene 2026

Erklären Sie mithilfe eines quantenmechanischen Atommodells, dass Atome ein diskretes Emissionsspektrum aufweisen.

Aufgabe 2 · LK · Potenzialtopfmodell - Acene 2026

Berechnung von Übergangsenergien und Wellenlängen in Acen-Molekülen (4-A, 5-A, 6-A) mit dem eindimensionalen Potenzialtopfmodell.

Aufgabe 3 · LK · Potenzialtopfmodell - Acene 2026

Annahmen und Grenzen des Modells des Potenzialtopfs sowie Deutung der Wellenfunktion beim Potenzialtopf mit endlich hohen Wänden.

Aufgabe 4 · LK · Potenzialtopfmodell - Acene 2026

Materialgestützte Aufgabe zu LED- und Plasma-Bildschirmen: a) Hypothese über den erforderlichen Spannungsbereich zur Anregung der Gasatome in Plasma-Bildschirmen aufstellen (Stoßionisation). b) Güte der drei Aussagen des Verkäufers aus Material 4 bezüglich Nachhaltigkeit, Auflösung und Eignung für schnelle Bewegungen…

Aufgabe 1 · LK · Röntgenfluoreszenz in der Kriminali 2026

1 Für das RFA-Verfahren wird Röntgenstrahlung benötigt. Abbildung 1 (M 1) zeigt Röntgenspektren. a) Beschreiben Sie die physikalischen Prozesse auf atomarer Ebene, die zur Entstehung des Röntgenspektrums (ohne Filter) führen. b) Erklären Sie die jeweilige Wirkung der Spannungen UH und UB in Abbildung 2 auf die…

Aufgabe 2 · LK · Röntgenfluoreszenz in der Kriminali 2026

2 Bei dem RFA-Verfahren (M 2) wird die von der Probe emittierte Fluoreszenzstrahlung mit einem Detektor untersucht. a) Begründen Sie die beiden folgenden Vermutungen: - Durch Untersuchung der Fluoreszenzstrahlung kann das bestrahlte Element identifiziert werden. - Das Energiespektrum der bei der Ionisation frei…

Aufgabe 3 · LK · Röntgenfluoreszenz in der Kriminali 2026

Auswertung des RFA-Fluoreszenzspektrums eines Einschusslochs (Material 3 und Tabelle 1) zur Identifizierung von Ti, Cu und Zn sowie rechnerische Überprüfung der K_alpha-Linie von Argon (Material 4).

Aufgabe 4 · LK · Röntgenfluoreszenz in der Kriminali 2026

Beurteilen Sie die Eignung des RFA-Verfahrens in Luft bei der in Material 5 dargestellten Situation.

Aufgabe 3 · LK · Spektroskopie 2026

Aufgabe 3: Emissions- und Absorptionsspektren von Wasserstoff und Sonnenlicht. a) Erläuterung der prinzipiellen Entstehung des Emissionsspektrums von atomarem Wasserstoff mit qualitativem Energieniveauschema. b) Erklärung der Entstehung der Absorptionslinien von Wasserstoff und Sauerstoff im kontinuierlichen Spektrum…

Aufgabe 1 · GK · Sonnenspektrum 2025

1a: Stellen Sie die angegebenen Energiewerte in einem maßstabsgerechten Energieniveauschema dar. 1b: Untersuchen Sie, welcher Übergang im Energieniveauschema die intensive Emissionslinie im Natrium-Spektrum in Material 1 erzeugt, und zeichnen Sie diesen Übergang als Pfeil in das Energieniveauschema ein.

Aufgabe 2 · GK · Sonnenspektrum 2025

2a: Erklären Sie die Schattenbildung mithilfe des Emissionsspektrums der Na-Dampflampe in Material 1. 2b: Begründen Sie anhand von Material 1, dass auf dem Schirm kein Schatten sichtbar wird, wenn Kochsalz in die von der Hg-Dampflampe beleuchtete Gasbrennerflamme eingebracht wird.

Aufgabe 3 · GK · Sonnenspektrum 2025

Aufgabe 3: Erklärung der Entstehung der Fraunhofer'schen Linien im Sonnenspektrum, Aufstellen einer Hypothese zur Zusammensetzung der Chromosphäre anhand der D-Linie, Erklärung der Beobachtungen Fraunhofers bezüglich Sternen und Planeten, Beurteilung der Relevanz der Spektralanalyse für die Astrophysik sowie…

Aufgabe 1 · LK · Natriumspektrum 2025

Aufgabe 1: Analyse von Flammenversuchen, Energieniveauschema und Übergängen bei Absorption und Emission von Natriumatomen.

Aufgabe 2 · LK · Natriumspektrum 2025

Aufgabe 2: Bestimmung und physikalische Begründung der effektiven Kernladungszahl Z* des Natriumatoms als Ein-Elektronen-System.

Aufgabe 1 · LK · Straßenlicht 2025

1 Zunächst wird das Funktionsprinzip der in diesen Straßenlaternen verwendeten Leuchtmittel betrachtet (M 1). a Berechnen Sie die Wellenlängen des violetten und des gelben Lichts anhand des vorliegenden Energiestufenmodells (M 2). b Beschreiben Sie die physikalischen Vorgänge, die auf molekularer Ebene im…

Aufgabe 2 · LK · Straßenlicht 2025

2 a) Erklären des Zustandekommens diskreter Energiewerte im linearen Potenzialtopf. b) Berechnen der Quantenzahl m des angeregten Zustands vor Abstrahlung gelben Lichts (L = 1,650 nm, n = 1). c) Rechnerische Ableitung der Konsequenz für das emittierte Licht, wenn die Moleküle in zwei gleich lange Hälften zerfallen.

Aufgabe 3 · LK · Straßenlicht 2025

Bewerten der beiden Leuchtmitteltypen aus Material 5 (Natriumdampflampe vs. LED) bezüglich Gesamtkosten (Anschaffung, Vorschaltgerät, Stromkosten) und mindestens eines weiteren selbstgewählten Aspekts (Helligkeit, Energieeffizienz, Umwelt/Ressourcen, Wartungsaufwand).

Aufgabe 3 - Teilaufgaben 1 und 2: Lichtemission u… · GK · Haupttermin 2022

Teilaufgabe 1 & 2 zu Lichtemission, Wasserstoffatom (Energieniveauschema, Quantenzahlen, Berechnung der Photonenenergie für 656 nm, Balmer-Übergang 3->2) und Sternspektren (Fraunhoferlinien als Absorptionslinien, Ausschluss der E-Linie für Wasserstoff, Transitspektroskopie von Exoplaneten mit/ohne Atmosphäre).

Aufgabe HT 3 - Atomhülle und Spektren · GK · Haupttermin · Weiterbildungskolleg 2022

Teilaufgabe 1 und 2: Lichtemission von Wasserstoff (Energieniveauschema, Grund- und angeregter Zustand, Balmer-Formel, Photonenenergie für λ = 656 nm und Übergang 3 -> 2) sowie Sternspektren (Fraunhofer-Linien als Absorptionslinien, E-Linie kein Wasserstoffübergang und spektroskopische Änderungen bei…

Aufgabe 3 - Teilaufgabe 2 · GK · Nachtermin 2022

Teilaufgabe 2 behandelt die Erzeugung und Eigenschaften von Röntgenstrahlung: a) Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise der Röntgenröhre (Heizspannung Uh, Beschleunigungsspannung Ua, Kathode K, Anode A, Röntgenstrahlung X). b) Modellhafte Entstehung der charakteristischen Strahlung anhand einer Animation…

Aufgabe 3 - Atomhülle und Spektren · LK · Haupttermin 2022

Teilaufgaben 1 und 2 von Aufgabe 3: Physikalische Grundlagen der Röntgenspektroskopie (Skizze Röntgenröhre, Entstehung Bremsstrahlung/charakteristische Strahlung, Drehkristallmethode, Bragg-Bedingung, Messzeit, Messpunkte, Wellenlängenbereich, Grenzwellenlänge) sowie Sortierung des Periodensystems durch Bestimmung der…

Aufgabe 3 - Atomhülle und Spektren · LK · Haupttermin · Weiterbildungskolleg 2022

Teilaufgabe 1: Physikalische Grundlagen der Röntgenspektroskopie (Skizze und Funktionsweise der Röntgenröhre, Entstehung Brems- und charakteristische Strahlung, Bragg-Bedingung, Messzeit, Anzahl Messpunkte, Wellenlängenbereich, Grenzwellenlänge). Teilaufgabe 2: Bestimmung der Energiedifferenz ΔE_ML in Cu aus…

Aufgabe 2: Der Franck-Hertz-Versuch mit Quecksilb… · GK · Haupttermin 2021

Aufgabe 2 zum Franck-Hertz-Versuch mit Quecksilber und zur resonanten Absorption in einer Natriumflamme: Aufbau, Polung, Durchführung, Interpretation der Strommaxima/Minima, Bestimmung von Anregungsenergie (4,9 eV), Wellenlänge (254 nm) und Mindestelektronengeschwindigkeit sowie Vergleich mit dem Rutherford-Atommodell.

Aufgabe 2 · GK · Haupttermin · Weiterbildungskolleg 2021

Aufgabe 2: Der Franck-Hertz-Versuch mit Quecksilber (50 Punkte). Teilaufgabe 1: Aufbau, Bauelemente, Polung und Durchführung des Franck-Hertz-Versuchs. Teilaufgabe 2: Auswertung des UB-IA-Diagramms (Maxima, Gegenspannung, Stoßprozesse, Anregungsenergie 4,9 eV, Wellenlänge 254 nm, UV-Bereich, Energieschema,…

Aufgabe 2 - Atomhülle und Spektren · GK · Nachtermin 2021

Analyse des Helium-Emissionsspektrums, Bestimmung von Übergangsenergien, quantitativer Abgleich mit zwei Energietermschemata, Vorhersage einer Spektrallinie sowie Interpretation von Fraunhofer-Linien im Sonnenspektrum.

Aufgabe 3: Der Franck-Hertz-Versuch mit Neon · LK · Haupttermin 2021

Umfassende Aufgabe zum Franck-Hertz-Versuch mit Neon: 1. Aufbau, Funktionsweise der Bauelemente und Polungen; 2. Auswertung des Ub-IA-Diagramms (Maxima, Schwellenspannung, periodisches Absinken und Minima ungleich null, Zusammenhang mit dem Energieniveauschema); 3. Leuchterscheinungen, Wellenlängenbestimmung des roten…

Aufgabe 3 · LK · Haupttermin · Weiterbildungskolleg 2021

Aufgabe 3: Der Franck-Hertz-Versuch mit Neon. Behandelt werden: Aufbau und Funktionsweise der Röhre mit Spannungen und Polung; Auswertung der Kennlinie (Spannungsminima/-maxima, Schwellenspannung, inelastische Stöße); Bezug zum Energieniveauschema von Neon; Entstehung der Leuchtschichten (Spektralbereich UV vs. rot)…

Andere Themen: Physik

Elektrische und magnetische Felder

Schwingungen und Wellen

Quantenphysik und Materie

Kernphysik und Relativität (NRW)