Uebungsblätter C. Jünemann WS0708

Übungsblatt 11
Physik (EI)
Aufgabe 1
Will man bei einem Wasserstoffatom das Elektron aus dem niedrigsten Energiezustand
(Grundzustand) freisetzen (Ionisation: n = 1 n = ), benötigt man die Arbeit W Ion = 13,6
eV.
a) Berechnen Sie, welche Energie W 23 benötigt wird, um das Elektron von einem
Energiezustand mit n = 2 auf n = 3 zu heben und welche Energie benötigt wird, um
das Elektron von n = 2 auf n = 4 zu heben ?
b) Wenn das Elektron vom jeweiligen Zustand wieder in den Ausgangszustand n = 2
zurückspringt, wird Licht ausgesendet. Berechnen Sie die Wellenlängen ë 32 und ë 42
des Lichts.
Aufgabe 2
Gegeben sei ein Atom mit einem Elektron. Das Elektron wird durch Energiezufuhr in den
Energiezustand mit n = 4 gehoben. Wenn das Elektron vom Zustand n=4 in den Zustand
n=3 übergeht, wird Licht der Wellenlänge ë 43 = 471 nm ausgesendet
Berechnen Sie, welcher Energiebetrag W ion aufgebracht werden muss, um ein sich im
Grundzustand (n = 1) befindendes Atom zu ionisieren.
Aufgabe 3
Die Austrittsarbeit für Elektronen aus Natrium beträgt 2,28 eV.
a) Bei welcher Grenzwellenlänge setzt Photoemission ein ?
b) Welche Gegenspannung können Photoelektronen gerade noch überwinden, wenn
sie mit Licht der Wellenlänge l = 359 nm ausgelöst werden ?
Aufgabe 4
Ein Mol Stickstoff (N 2 ) besitzt eine Bindungsenergie von W B = 941 708 J.
a) Wie groß ist die Bindungsenergie in eV/Molekül?
b) Welche Frequenz f muss eine elektromagnetische Welle mindestens haben, damit
sie eine Dissoziation des Stickstoff-Moleküls in atomaren Stickstoff bewirken kann?
c) In welchem Bereich liegt die zugehörige Wellenlänge?
Aufgabe 5
Ein Mensch kann mit bloßem Auge gelbes Licht wahrnehmen, wenn die Netzhaut eine
Lichtleistung von mindestens P = 1,7 . 10 -18 W empfängt (Wellenlänge λ= 600 nm).
Wieviel Photonen treffen pro Sekunde auf die Netzhaut?
K. Jünemann, Fachhochschule München, FK06, WS 07/08