Karlsruher Institut f¨ur Technologie (KIT) Prof. Dr. W. de Boer Institut f¨ur Experimentelle Kernphysik Dr. Iris Gebauer
Ubungen zur Modernen Experimentalphysik I (Physik IV, Atome ¨ und Molek¨ule) — SS 2013
12. und letztes Aufgabenblatt
1. Flugweite von virtuellen Teilchen
(a) Wir wissen, dass auch im Vakuum st¨andig Teilchenpaare, z.B. Elektron-Positron- Paare enstehen. Falls ihnen niemand die dazu notwendigen Energie stiftet, m¨ussen diesen Teilchen einander sehr bald vernichten. Nach welcher Zeit muß dies sp¨atestens geschehen, und wie weit k¨onnen sie bestensfalls in dieser Zeit fliegen?
(b) Wenn Teilchen eines virtuellen Paares genau mit ihrer Ruhemasse erzeugt werden, bewegen sie sich nicht. Will man sie mit hoher kinetischer Energie erzeugen, fliegen sie zwar schnell, aber existieren noch k¨urzer. Gibt es ein Maximum f¨ur ihre m¨ogliche Flugstrecke, und wie groß w¨are diese?
2. Warum bilden zwei Heliumatome nicht ein Helium-Molek¨ul He2? (kurz)
3. Erkl¨aren sie kurz was die sp3, sp2 und sp-Hybridisierung beim C-Atom bedeutet und geben sie ein Beispiel f¨ur jede Hybridisierung!
4. Charakteristische R¨ontgenstrahlung
(a) Welche Spannung muss mindestens an eine R¨ontgenr¨ohre angelegt werden, damit man alle Linien der K-Serie erh¨alt, wenn man das Anodenmaterial Wolfram verwendet? (Moseley)
Die tats¨achlichen Wellenl¨angen der K–Linien von Wolfram sind 0.210, 0.184 und 0.179˚A f¨ur Kα, Kβ und Kγ; die K–Absorptionskante liegt bei 0.178˚A.
(b) Konstruieren Sie das Termschema!
(c) Welche Energie wird ben¨otigt, um die L–Serie anzuregen, und wie groß ist die Energie der Lα–Linie?
(d) Wie groß ist die k¨urzeste charakteristische Wellenl¨ange von Wolfram?
(e) Wie groß ist die kinetische Energie des energiereichsten Auger–Elektrons, das statt der Lα–Linie emittiert wird?
5. Allgemeine Diskussion und Fragestunde!
Matrix: 1/2/3/4
Die Aufgaben werden in den ¨Ubungen am 15. Juli 2013 besprochen.
Informationen zu den ¨Ubungen unter
http://www-ekp.physik.uni-karlsruhe.de/∼gebauer/atom13.html.
