Quantenphysik für Köche und Köchinnen: Online-Quizze und Übungen

Question 1

Welche Formel berechnet die Energie, die bei der radioaktiven Umwandlung eines Atomkerns freigesetzt wird?

Accepted Answer

E = Δmc²

Answer

E = mc²

Answer

E = hf

Answer

E = 1/2 mv²

Question 2

Welcher Begriff beschreibt die Eigenschaft, dass Licht sich sowohl als Welle als auch als Teilchen verhält?

Accepted Answer

Wellen-Teilchen-Dualismus

Answer

Quantentheorie

Answer

Relativitätstheorie

Answer

Thermodynamik

Question 3

Welche Aussage über Atome ist richtig?

Accepted Answer

Atome sind aus Protonen, Neutronen und Elektronen aufgebaut.

Answer

Atome sind unteilbar.

Answer

Atome sind im Kern leer.

Answer

Atome bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit.

Question 4

Welche Art von Strahlung wird bei der Umwandlung instabiler Atome freigesetzt?

Accepted Answer

Radioaktive Strahlung

Answer

Röntgenstrahlung

Answer

Ultraviolette Strahlung

Answer

Mikrowellen

Question 5

Wer gilt als Begründer der Quantenphysik?

Accepted Answer

Max Planck

Answer

Isaac Newton

Answer

Albert Einstein

Answer

Marie Curie

Question 6

Welches Prinzip besagt, dass die Energie eines Systems nur in bestimmten diskreten Paketen, genannt Quanten, existieren kann?

Accepted Answer

Plancksches Wirkungsquantum

Answer

Heisenbergsche Unschärferelation

Answer

Schrödingersche Gleichung

Answer

Einsteinsche Massengleichung

Question 7

Welche Größe steht im Zusammenhang mit dem Teilchencharakter des Lichts?

Accepted Answer

Photon

Answer

Frequenz

Answer

Wellenlänge

Answer

Amplitude

Question 8

Welcher Begriff beschreibt die Wahrscheinlichkeitsverteilung, ein Elektron in einem Atom zu finden?

Accepted Answer

Wellenfunktion

Answer

Orbital

Answer

Quantenzahl

Answer

Spin

Question 9

Welche Aussage über Atome ist korrekt?

Accepted Answer

Atome bestehen aus einem Atomkern und Elektronen, die um den Kern kreisen.

Answer

Atome sind unteilbar.

Answer

Atome haben eine positive Ladung.

Answer

Atome sind für das bloße Auge sichtbar.

Question 10

Was versteht man unter Radioaktivität?

Accepted Answer

Den spontanen Zerfall instabiler Atomkerne unter Aussendung von Strahlung

Answer

Die Umwandlung eines Elements in ein anderes Element

Answer

Die Ionisierung eines Gases

Answer

Die Absorption von Licht durch ein Material

Question 11

Welche Strahlenart hat die höchste Energie?

Accepted Answer

Gammastrahlung

Answer

Alphastrahlung

Answer

Betastrahlung

Answer

Röntgenstrahlung

Question 12

Was hält den Atomkern zusammen?

Accepted Answer

Die starke Kernkraft

Answer

Die elektrostatische Anziehung zwischen Protonen und Elektronen

Answer

Die schwache Kernkraft

Answer

Die Gravitationskraft

Question 13

Wer hat das Bohrsche Atommodell entwickelt?

Accepted Answer

Niels Bohr

Answer

Albert Einstein

Answer

Max Planck

Answer

Werner Heisenberg

Question 14

Welche Einheit wird zur Messung der Radioaktivität verwendet?

Accepted Answer

Becquerel

Answer

Gray

Answer

Sievert

Answer

Röntgen

Question 15

Welcher experimentelle Nachweis ist ein zentraler Beleg für die Theorie der Quantenverschränkung?

Accepted Answer

Bell-Test

Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Franck-Hertz-Versuch

Question 16

Welches Phänomen veranschaulicht den Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Interferenz von Licht

Answer

Emission von Alpha-Teilchen aus radioaktiven Atomen

Answer

Elektronenbewegung in einem Stromkreis

Answer

Chemische Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff

Question 17

Niels Bohr schlug welches Atommodell vor?

Accepted Answer

Schalenmodell

Answer

Rutherford-Modell

Answer

Quantenmechanik-Modell

Answer

Protonen-Neutronen-Modell

Question 18

Welche Strahlungsart ist am stärksten durchdringend?

Accepted Answer

Gamma-Strahlung

Answer

Alpha-Strahlung

Answer

Beta-Strahlung

Answer

Röntgenstrahlung

Question 19

Welche Gleichung beschreibt die Beziehung zwischen Energie (E), Frequenz (f) und Planckscher Konstante (h)?

Accepted Answer

E = hf

Answer

E = h/f

Answer

f = E/h

Answer

f = h/E

Question 20

Welche Aussage zu Kernkraftwerken ist korrekt?

Accepted Answer

Sie nutzen Energie aus Kernspaltung.

Answer

Sie erzeugen keine radioaktiven Abfälle.

Answer

Sie sind eine sichere und erneuerbare Energiequelle.

Answer

Sie sind günstiger als andere Energiequellen.

Question 21

Was beschreibt den Effekt, dass Licht gleichzeitig als Welle und als Teilchen auftritt?

Accepted Answer

Wellen-Teilchen-Dualismus

Answer

Quantenverschränkung

Answer

Heisenbergsche Unschärferelation

Answer

Schrödingersche Gleichung

Question 22

Was ist die kleinste Energieeinheit, die ein System absorbieren oder emittieren kann?

Accepted Answer

Quant

Answer

Boson

Answer

Fermion

Answer

Hadron

Question 23

Welche Gleichung beschreibt den Zusammenhang zwischen der Energie eines Photons und seiner Frequenz?

Accepted Answer

E = hf

Answer

E = mc²

Answer

F = ma

Answer

P = IV

Question 24

Welches Prinzip besagt, dass der Impuls und die Position eines Teilchens nicht gleichzeitig genau gemessen werden können?

Accepted Answer

Heisenbergsche Unschärferelation

Answer

Paulisches Ausschließungsprinzip

Answer

Dirac-Gleichung

Answer

Bohr-Einstein-Debatte

Question 25

Welches Gerät nutzt die Quantenverschränkung, um Informationen sicher zu übertragen?

Accepted Answer

Quantenkryptographie

Answer

Quantencomputer

Answer

Qubit

Answer

Laser

Question 26

Welche Aussage über Quantenphysik ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie hat erhebliche Auswirkungen auf die moderne Technologie.

Answer

Sie beschreibt das Verhalten von Objekten im makroskopischen Bereich.

Answer

Sie liefert deterministische Vorhersagen für das Verhalten von Teilchen.

Answer

Sie ist nur für Physiker von Bedeutung.

Question 27

Welches Experiment lieferte Beweise für den Wellencharakter von Elektronen?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Foucaultsches Pendel

Answer

Michelson-Morley-Experiment

Answer

Millikansches Öltröpfchenexperiment

Question 28

Nach welchen Prinzipien besetzen Elektronen Energiezustände in Atomen?

Accepted Answer

Hundsches Prinzip und Pauli-Ausschlussprinzip

Answer

Elektronen können jeden beliebigen Energiezustand einnehmen.

Answer

Elektronen besetzen zuerst die niedrigsten verfügbaren Energiezustände (Hundsches Prinzip).

Answer

Elektronen mit entgegengesetztem Spin können denselben Energiezustand einnehmen (Pauli-Ausschlussprinzip).

Question 29

Welche Aussage über die Kernfusion ist falsch?

Accepted Answer

Sie erzeugt keine radioaktiven Abfälle.

Answer

Sie setzt enorme Energiemengen frei.

Answer

Sie ist die Energiequelle der Sonne.

Answer

Sie erfordert extrem hohe Temperaturen und Drücke.

Question 30

Beschreibe die Funktionsweise von Lasern unter Berücksichtigung der Prinzipien der Quantenphysik.

Accepted Answer

Laser erzeugen gebündeltes Licht durch angeregte Aussendung von Photonen in einem Resonator.

Answer

Laser erzeugen Licht durch zufällige Aussendung von Photonen durch angeregte Atome.

Answer

Laser verstärken Licht durch die Aufnahme von Photonen durch Elektronen, die dadurch angeregt werden.

Question 31

Welches Experiment demonstriert die gleichzeitige Wellen-Teilchen-Natur der Materie?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Millsexperiment

Answer

Frank-Hertz-Versuch

Answer

Rutherfordexperiment

Question 32

Welche Aussage zum Bohrschen Atommodell ist korrekt?

Accepted Answer

Elektronen umkreisen den Kern auf festen Energiebahnen.

Answer

Das Atom weist eine positive Gesamtladung auf.

Answer

Elektronen können beliebige Energiezustände annehmen.

Question 33

Welche Teilchenart ist nicht an radioaktiven Zerfallsprozessen beteiligt?

Accepted Answer

Neutron

Answer

Gamma-Strahlung

Answer

Beta-Teilchen

Answer

Alpha-Teilchen

Question 34

Welche Aussage zur Quantenmechanik ist zutreffend?

Accepted Answer

Teilchen können sowohl Wellen- als auch Teilcheneigenschaften aufweisen.

Answer

Ort und Impuls eines Teilchens können gleichzeitig exakt bestimmt werden.

Answer

Die Energie eines Teilchens ist stets ein ganzzahliges Vielfaches des Planckschen Wirkungsquantums.

Question 35

Welche Technologie beruht auf Prinzipien der Quantenphysik?

Accepted Answer

Lasertechnologie

Answer

Verbrennungsmotoren

Answer

Elektromotoren

Answer

Wasserkraftwerke

Question 36

Welche Größe wird in der Quantenmechanik quantisiert?

Accepted Answer

Energie

Answer

Ladung

Answer

Geschwindigkeit

Answer

Masse

Question 37

Welcher Wellenlängenbereich entspricht Röntgenstrahlung?

Accepted Answer

10^(-11) m - 10^(-9) m

Answer

10^(-6) m - 10^(-4) m

Answer

10 m - 100 m

Answer

10^(-3) m - 10^(-1) m

Question 38

Welche Aussage zur Compton-Streuung ist zutreffend?

Accepted Answer

Es handelt sich um eine elastische Streuung zwischen einem Photon und einem Elektron.

Answer

Es handelt sich um eine inelastische Streuung zwischen einem Photon und einem Proton.

Answer

Das gestreute Photon hat stets eine längere Wellenlänge als das einfallende Photon.

Question 39

Welche medizinische Anwendung basiert auf quantenphysikalischen Prinzipien?

Accepted Answer

Magnetresonanztomographie (MRT)

Answer

Automobilbau

Answer

Luftfahrt

Question 40

Welches Experiment zeigt den Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Rutherfords Streuexperiment

Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Compton-Effekt

Question 41

Welche Aussage zum Bohrschen Atommodell ist richtig?

Accepted Answer

Elektronen bewegen sich auf bestimmten Energieniveaus um den Kern.

Answer

Elektronen bewegen sich in unregelmäßigen Bahnen um den Kern.

Answer

Die Energie des Atoms ist proportional zur Quadratwurzel seiner atomaren Masse.

Question 42

Welche Strahlung wird beim radioaktiven Zerfall emittiert?

Accepted Answer

Alpha-, Beta- oder Gammastrahlung

Answer

Sichtbares Licht

Answer

Mikrowellen

Answer

Ultraviolette Strahlung

Question 43

Welche Aussage zur Quantenmechanik ist korrekt?

Accepted Answer

Sie beschreibt das Verhalten von Teilchen auf subatomarer Ebene.

Answer

Sie basiert auf deterministischen Prinzipien.

Answer

Sie kann nur makroskopische Phänomene erklären.

Question 44

Welches Gesetz beschreibt die Wahrscheinlichkeit, ein Elektron in einem bestimmten Energiezustand zu finden?

Accepted Answer

Schrödinger-Gleichung

Answer

Heisenbergsche Unschärferelation

Answer

Bohrsches Atommodell

Answer

Rutherfords Streuexperiment

Question 45

Welche Aussage zur Heisenbergschen Unschärferelation ist richtig?

Accepted Answer

Sie begrenzt die gleichzeitige Genauigkeit, mit der Ort und Impuls eines Teilchens gemessen werden können.

Answer

Sie gilt nur für makroskopische Objekte.

Question 46

Welche Aussage zur Zukunft der Quantenphysik trifft zu?

Accepted Answer

Sie könnte neue Technologien wie Quantencomputer und fortgeschrittene Bildgebungsverfahren hervorbringen.

Answer

Sie wird wahrscheinlich keine nützlichen Anwendungen finden.

Question 47

Welche Aussage zum Wellen-Teilchen-Dualismus trifft zu?

Accepted Answer

Materie kann sowohl als Welle als auch als Teilchen auftreten.

Answer

Materie verhält sich ausschließlich als Teilchen.

Answer

Materie verhält sich ausschließlich als Welle.

Question 48

Was ist die Kernaussage des Bohrschen Atommodells?

Accepted Answer

Elektronen umkreisen den Atomkern auf festen Bahnen mit diskreten Energien.

Answer

Elektronen sind gleichmäßig im Atom verteilt.

Answer

Elektronen bewegen sich beliebig um den Atomkern.

Question 49

Welche Strahlungsarten entstehen beim Zerfall eines radioaktiven Atomkerns?

Accepted Answer

Alpha-, Beta- und Gammastrahlung

Answer

Nur Gammastrahlung

Answer

Nur Betastrahlung

Answer

Nur Alphastrahlung

Question 50

In welcher Einheit wird die Energie von Photonen gemessen?

Accepted Answer

Elektronenvolt (eV)

Answer

Kalorie (cal)

Answer

Joule (J)

Answer

Watt (W)

Question 51

Wer formulierte die Schrödingergleichung?

Accepted Answer

Erwin Schrödinger

Answer

Niels Bohr

Answer

Albert Einstein

Answer

Max Planck

Question 52

Welches Experiment lieferte den entscheidenden Nachweis für den Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Frank-Hertz-Versuch

Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Compton-Effekt

Question 53

Welche Aussage zur Radioaktivität ist falsch?

Accepted Answer

Radioaktive Elemente zerfallen immer in dasselbe Element.

Answer

Radioaktiver Zerfall ist ein zufälliger Prozess.

Answer

Radioaktive Strahlung kann schädlich sein.

Question 54

Was besagt die Unschärferelation?

Accepted Answer

Ort und Impuls eines Teilchens können nicht gleichzeitig mit absoluter Genauigkeit bestimmt werden.

Answer

Die Energie eines Teilchens kann nicht gemessen werden.

Question 55

Welche Mikroskopieart nutzt die Welleneigenschaften von Elektronen?

Accepted Answer

Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)

Answer

Rasterkraftmikroskopie (AFM)

Answer

Röntgenmikroskopie

Answer

Lichtmikroskopie

Question 56

Welches Gerät basiert auf dem Prinzip des Quantentunneleffekts?

Accepted Answer

Tunnelmikroskop

Answer

Laser

Answer

Transistor

Answer

Solarzelle

Question 57

Welches Experiment zeigte erstmalig den Welle-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Rutherfordsches Streuexperiment

Answer

Millikan-Experiment

Answer

Davisson-Germer-Experiment

Question 58

Welche Art von Strahlung entsteht durch den Zerfall instabiler Atomkerne?

Accepted Answer

Radioaktive Strahlung

Answer

UV-Strahlung

Answer

Mikrowellenstrahlung

Answer

Röntgenstrahlung

Question 59

Wann senden Atome Photonen aus?

Accepted Answer

Wenn Elektronen von einem höheren auf ein niedrigeres Energieniveau wechseln.

Answer

Wenn Protonen die Atome verlassen.

Answer

Wenn Elektronen von einem niedrigeren auf ein höheres Energieniveau wechseln.

Answer

Wenn Elektronen die Atome verlassen.

Question 60

Welche Gleichung beschreibt die Zustände von Teilchen in der Quantenmechanik?

Accepted Answer

Schrödingergleichung

Answer

Heisenbergsche Unschärferelation

Answer

Coulombsches Gesetz

Answer

Bohrsche Gleichung

Question 61

Welches Gerät nutzt den Quantentunneleffekt?

Accepted Answer

Tunnelmikroskop

Answer

Elektronenmikroskop

Answer

Röntgengerät

Answer

Mikroskop

Question 62

Was ist eine wesentliche Eigenschaft verschränkter Teilchen?

Accepted Answer

Ihre Zustände sind korreliert, auch wenn sie räumlich getrennt sind.

Answer

Sie haben immer die gleiche Energie.

Answer

Sie können nicht unabhängig voneinander gemessen werden.

Answer

Sie befinden sich immer am selben Ort.