Quantenphysik lernen: Online-Quizze und Übungen für die 12. Klasse

Question 1

Was besagt der Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Teilchen verhalten sich je nach Situation wie Wellen oder Teilchen.

Answer

Teilchen sind immer Wellen und Wellen sind immer Teilchen.

Answer

Wellen können sich wie Teilchen verhalten, aber Teilchen nicht wie Wellen.

Answer

Teilchen und Wellen sind völlig verschiedene Phänomene.

Question 2

Was besagt der Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Sowohl Licht als auch Elektronen können Eigenschaften von Wellen und Teilchen haben.

Answer

Licht verhält sich nur wie eine Welle.

Answer

Elektronen verhalten sich nur wie Teilchen.

Answer

Der Wellen-Teilchen-Dualismus gilt nur für große Objekte.

Question 3

Beschreibe die Entstehung von Alpha- und Beta-Strahlung und gib für jede ein Beispiel an.

Accepted Answer

Alpha-Strahlung: Zerfall eines schweren Atomkerns unter Aussendung eines Helium-Kerns; Beta-Strahlung: Umwandlung eines Neutrons in ein Proton und ein Elektron

Answer

Alpha-Strahlung: Aussendung eines Elektrons; Beta-Strahlung: Aussendung eines Neutrons

Answer

Alpha-Strahlung: Aussendung eines Protons; Beta-Strahlung: Aussendung eines Helium-Kerns

Answer

Alpha-Strahlung: Aussendung eines Neutrons; Beta-Strahlung: Aussendung eines Protons

Question 4

Welche Methode erlaubt die präzise Bestimmung der Energiezustände von Elektronen in einem Atom?

Accepted Answer

Lösung der Schrödinger-Gleichung

Answer

Messung der Elektronenenergie

Answer

Berechnung der Elektronen-kinetik

Answer

Beobachtung des Elektrons im Atom

Question 5

Was ist ein Quantenzustand?

Accepted Answer

Ein Zustand, in dem sich ein Teilchen mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit befindet.

Answer

Ein Zustand, in dem sich ein Teilchen zu einem bestimmten Zeitpunkt befindet.

Answer

Ein Zustand, in dem sich ein Teilchen über einen bestimmten Zeitraum hinweg befindet.

Answer

Ein Zustand, in dem sich ein Teilchen mit Sicherheit befindet.

Question 6

Welches der folgenden Experimente trug zur Entwicklung der Quantenmechanik bei?

Accepted Answer

Stern-Gerlach-Experiment

Answer

Doppler-Effekt-Experiment

Answer

Michelson-Morley-Experimente

Answer

Foucault-Pendel

Question 7

Was besagt die Unschärferelation?

Accepted Answer

Beide der oben genannten Aussagen sind korrekt.

Answer

Je genauer der Ort eines Teilchens bestimmt wird, desto ungenauer ist seine Impulsmessung.

Answer

Je genauer der Impuls eines Teilchens bestimmt wird, desto ungenauer ist seine Ortsbestimmung.

Answer

Keine der oben genannten Aussagen ist korrekt.

Question 8

Was ist das Pauli-Prinzip?

Accepted Answer

In einem Atom können sich keine zwei Elektronen im gleichen Quantenzustand befinden.

Answer

In einem Atom können sich zwei Elektronen im gleichen Quantenzustand befinden, wenn sie entgegengesetzten Spin haben.

Answer

In einem Atom können sich zwei Elektronen im gleichen Quantenzustand befinden, wenn sie gleiche Ladung haben.

Answer

In einem Atom können sich zwei Elektronen im gleichen Quantenzustand befinden, wenn sie die gleiche Energie haben.

Question 9

Was ist ein Quantensprung?

Accepted Answer

Ein Übergang eines Atoms von einem höheren in einen niedrigeren Energiezustand durch Abgabe eines Photons.

Answer

Ein Übergang eines Atoms von einem niedrigeren in einen höheren Energiezustand.

Answer

Ein Übergang eines Teilchens von einem Ort zum anderen.

Answer

Ein Übergang eines Teilchens von einem Spinzustand in den anderen.

Question 10

Welche der folgenden Strahlungstypen wird bei allen Arten des radioaktiven Zerfalls emittiert?

Accepted Answer

Gammastrahlung

Answer

Alphastrahlung

Answer

Betastrahlung

Answer

Röntgenstrahlung

Question 11

Welche Formel beschreibt die Energie eines einzelnen Lichtquants (Photons)?

Accepted Answer

E = h * f

Answer

E = h / f

Answer

E = f * λ

Answer

E = λ / f

Question 12

Welches Experiment lieferte überzeugende Beweise für die Welleneigenschaften von Elektronen?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Compton-Effekt

Answer

Röntgenbeugung

Question 13

Wie lautet das Prinzip, das besagt, dass die Energie eines physikalischen Systems nur bestimmte diskrete Werte annehmen kann?

Accepted Answer

Quantelung der Energie

Answer

Unschärferelation

Answer

Überlagerungsprinzip

Answer

Wellen-Teilchen-Dualismus

Question 14

Wer formulierte die berühmte Unschärferelation?

Accepted Answer

Werner Heisenberg

Answer

Max Planck

Answer

Albert Einstein

Answer

Erwin Schrödinger

Question 15

Welche Einheit ist die fundamentale Einheit der elektrischen Ladung in der Quantenphysik?

Accepted Answer

Elementarladung

Answer

Coulomb

Answer

Elektronenladung

Answer

Protonenladung

Question 16

Wer formulierte das Konzept des Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Louis de Broglie

Answer

Max Planck

Answer

Albert Einstein

Answer

Werner Heisenberg

Question 17

Welche Aussage zur Radioaktivität ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie ist ein zufälliges Phänomen

Answer

Sie kann durch chemische Reaktionen beeinflusst werden

Answer

Sie wird durch externe Kräfte gesteuert

Answer

Sie ist für alle Elemente identisch

Question 18

Welches Atommodell beschreibt die Elektronen als in Schalen um den Kern angeordnet?

Accepted Answer

Schalenmodell

Answer

Wellenmodell

Answer

Planetenmodell

Answer

Kern-Hülle-Modell

Question 19

Wie wird die Energiemenge bezeichnet, die benötigt wird, um ein Elektron aus seiner Umlaufbahn zu entfernen?

Accepted Answer

Ionisierungsenergie

Answer

Bindungsenergie

Answer

Anregungsenergie

Answer

Dissoziationsenergie

Question 20

Welche Größe ist bei einem Photon nicht quantisiert?

Accepted Answer

Wellenlänge

Answer

Energie

Answer

Impuls

Answer

Frequenz

Question 21

Welches Prinzip der Quantenmechanik besagt, dass ein Teilchen nur bestimmte, diskrete Zustände einnehmen kann?

Accepted Answer

Quantelungsprinzip

Answer

Wellen-Teilchen-Dualismus

Answer

Unschärfeprinzip

Answer

Superpositionsprinzip

Question 22

Der Wellen-Teilchen-Dualismus besagt, dass:

Accepted Answer

Teilchen und Wellen sind zwei Erscheinungsformen derselben Entität.

Answer

Teilchen und Wellen sind zwei unterschiedliche Phänomene.

Answer

Teilchen verhalten sich wie Wellen, wenn sie beobachtet werden.

Answer

Wellen verhalten sich wie Teilchen, wenn sie emittiert werden.

Question 23

Radioaktivität ist ein Prozess, bei dem:

Accepted Answer

instabile Atomkerne Energie freisetzen

Answer

stabile Atomkerne Energie aufnehmen

Answer

sich Atome in andere Elemente umwandeln

Answer

sich die Masse von Atomen ändert

Question 24

Die Quantenüberlagerung beschreibt einen Zustand, in dem sich ein Teilchen:

Accepted Answer

in mehreren Zuständen gleichzeitig befindet

Answer

schnell zwischen verschiedenen Zuständen wechselt

Answer

einen Zustand zufällig auswählt

Answer

sich in einem Zustand befindet, der sich mit der Zeit ändert

Question 25

Die Unschärferelation von Heisenberg besagt, dass es unmöglich ist:

Accepted Answer

Ort und Impuls eines Teilchens gleichzeitig genau zu bestimmen

Answer

Energie und Zeit eines Teilchens gleichzeitig genau zu messen

Answer

Geschwindigkeit und Masse eines Teilchens gleichzeitig zu berechnen

Answer

Drehimpuls und Winkel eines Teilchens gleichzeitig zu ermitteln

Question 26

Beschreibe den Wellen-Teilchen-Dualismus.

Accepted Answer

Licht kann sowohl als Welle als auch als Teilchen auftreten.

Answer

Materie verhält sich ausschließlich wie Wellen.

Answer

Elektronen sind ausschließlich Teilchen.

Answer

Wellen können nicht als Teilchen auftreten.

Question 27

Wie berechnet man die Energie eines Photons?

Accepted Answer

E = hf

Answer

E = mc²

Answer

E = ½mv²

Answer

E = kT

Question 28

Was charakterisiert einen angeregten Zustand eines Atoms?

Accepted Answer

Elektronen befinden sich auf höheren Energiezuständen.

Answer

Das Atom besitzt eine negative Ladung.

Answer

Ein Elektron fehlt im Atom.

Answer

Atomkerne bewegen sich schneller.

Question 29

Definiere ein Bose-Einstein-Kondensat.

Accepted Answer

Zustand, in dem alle Bosonen denselben Quantenzustand haben.

Answer

Zustand, in dem alle Elektronen den niedrigsten Energiezustand einnehmen.

Answer

Zustand, in dem Atome supraleitend werden.

Answer

Zustand, in dem Materie in Antimaterie umgewandelt wird.

Question 30

Wie lautet mathematisch die Heisenbergsche Unschärferelation?

Accepted Answer

Δx·Δp = h

Answer

Δt·ΔE = h

Answer

Δψ·Δφ = h

Answer

Δx·Δt = h

Question 31

Welche Teilchenart ist ein Fermion?

Accepted Answer

Elektron

Answer

Photon

Answer

Neutron

Answer

Proton

Question 32

Formuliere das Pauli-Ausschlussprinzip.

Accepted Answer

Zwei Fermionen mit gleichem Spin können nicht denselben Quantenzustand besetzen.

Answer

Zwei Bosonen mit gleichem Spin können nicht denselben Quantenzustand besetzen.

Answer

Kein Teilchen kann zwei Quantenzustände gleichzeitig besetzen.

Answer

Die Energie eines Elektrons kann nur bestimmte diskrete Werte annehmen.

Question 33

Das Doppelspaltexperiment zeigt, dass Elektronen sich wie Teilchen und Wellen verhalten. Welche Schlussfolgerung lässt sich daraus für den Wellen-Teilchen-Dualismus ziehen?

Accepted Answer

Elektronen haben sowohl Teilchen- als auch Welleneigenschaften.

Answer

Der Wellen-Teilchen-Dualismus ist falsch.

Answer

Licht ist nur eine Welle.

Answer

Das Doppelspaltexperiment ist für das Verständnis der Quantenphysik irrelevant.

Question 34

Was beschreibt die de-Broglie-Wellenlänge?

Accepted Answer

Welleneigenschaften von Teilchen

Answer

Teilcheneigenschaften von Wellen

Answer

Energiezustände von Atomen

Answer

Ort und Impuls von Teilchen

Question 35

Welche der folgenden Aussagen beschreibt den Wellen-Teilchen-Dualismus präzise?

Accepted Answer

Materie kann unter bestimmten Bedingungen sowohl als Welle als auch als Teilchen auftreten.

Answer

Licht verhält sich immer als Welle, niemals als Teilchen.

Answer

Elektronen besitzen sowohl eine feste Masse als auch eine wellenartige Natur.

Answer

Wellen und Teilchen sind zwei grundsätzlich verschiedene Phänomene ohne gemeinsame Eigenschaften.

Question 36

Welches der folgenden Atommodelle beschreibt die Struktur eines Atoms am zutreffendsten?

Accepted Answer

Aktuelles quantenmechanisches Modell: Berücksichtigt die quantenmechanische Natur der Elektronen

Answer

Rutherfordsches Modell: Atomkern mit zentraler Masse und Elektronen in Umlaufbahnen

Answer

Bohrsches Modell: Atomkern mit diskreten Elektronenschalen

Answer

Schalenmodell: Elektronen in definierten Schalen mit bestimmten Energieniveaus

Question 37

Welche Strahlenart besitzt die höchste Durchdringungskraft?

Accepted Answer

Gammastrahlung: Sehr stark durchdringend, nur durch dicke Bleischichten oder Beton abschirmbar

Answer

Alphastrahlung: Schwach durchdringend, gestoppt von Papier oder Haut

Answer

Betastrahlung: Stärker durchdringend, gestoppt von Aluminiumfolien oder Glas

Answer

Röntgenstrahlung: Ähnlich durchdringend wie Gammastrahlung, jedoch mit geringerer Energie

Question 38

Welche Veränderung tritt beim radioaktiven Zerfall eines Atoms auf?

Accepted Answer

Veränderung der Kernladungszahl, wodurch ein neues Element entsteht

Answer

Erhöhung der Kernmasse durch Aufnahme von Neutronen

Answer

Umwandlung von Protonen in Neutronen im Atomkern

Answer

Abgabe von Elektronen aus dem Atomkern

Question 39

Was besagt die Unschärferelation in der Quantenphysik?

Accepted Answer

Die gleichzeitige genaue Bestimmung von Ort und Impuls eines Teilchens ist prinzipiell unmöglich.

Answer

Die Energie eines Teilchens kann niemals kleiner als seine Ruheenergie sein.

Answer

Die Wellenlänge eines Teilchens ist direkt proportional zu seiner Geschwindigkeit.

Answer

Der Spin eines Elektrons ist immer parallel zu seinem magnetischen Moment.

Question 40

Welcher Physiker prägte den Begriff "Quant"?

Accepted Answer

Max Planck: Führte das Konzept der Quantenenergie ein und prägte den Begriff "Quant"

Answer

Albert Einstein: Entwickelte die Relativitätstheorie, nicht die Quantentheorie

Answer

Niels Bohr: Entwickelte das Bohrsche Atommodell, verwendete aber den Begriff "Quant" nicht

Answer

Werner Heisenberg: Entwickelte die Unschärferelation, prägte aber den Begriff "Quant" nicht

Question 41

Was bezeichnet die de-Broglie-Wellenlänge?

Accepted Answer

Die Wellenlänge, die einem sich bewegenden Teilchen zugeordnet wird, was auf den Wellen-Teilchen-Dualismus hinweist

Answer

Die Wellenlänge, die einem Photon zugeordnet wird, das eine elektromagnetische Welle ist

Answer

Die Wellenlänge, die einem Elektron in einem Atom zugeordnet wird, das sich auf einer bestimmten Energieebene befindet

Answer

Die Wellenlänge, die einem Neutron zugeordnet wird, das ein ungeladenes Teilchen ist

Question 42

Welche Aussage zum Wellen-Teilchen-Dualismus ist korrekt?

Accepted Answer

Sowohl Materieteilchen als auch Wellen zeigen sowohl Wellen- als auch Teilcheneigenschaften.

Answer

Materieteilchen verhalten sich wie Wellen, wenn sie in Ruhe sind.

Answer

Wellen verhalten sich wie Materieteilchen, wenn sie auf Materie treffen.

Answer

Wellen und Materieteilchen sind grundsätzlich verschiedene Phänomene.

Question 43

Welcher Teil des Atoms ist für dessen chemische Eigenschaften verantwortlich?

Accepted Answer

Elektronen

Answer

Neutronen

Answer

Protonen

Answer

Atomkern

Question 44

Welche Art radioaktiver Strahlen besteht aus positiv geladenen Heliumkernen?

Accepted Answer

Alpha-Strahlen

Answer

Beta-Strahlen

Answer

Gamma-Strahlen

Answer

Neutronenstrahlen

Question 45

Welche Größe ist für die Energie eines Photons entscheidend?

Accepted Answer

Frequenz

Answer

Wellenlänge

Answer

Geschwindigkeit

Answer

Intensität

Question 46

Welches Experiment lieferte den ersten experimentellen Beweis für den Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Röhrentest

Answer

Comptoneffekt

Answer

Photoelektrischer Effekt

Question 47

Welche Größe ist proportional zur Energie eines Elektrons in einem Atom?

Accepted Answer

Hauptquantenzahl

Answer

Nebenquantenzahl

Answer

Magnetquantenzahl

Answer

Spinquantenzahl

Question 48

Welche Aussage über Quantensprünge ist falsch?

Accepted Answer

Quantensprünge erfolgen ohne Energieaufnahme oder -abgabe.

Answer

Quantensprünge sind diskrete Energieänderungen.

Answer

Quantensprünge können sowohl von Atomen als auch von Molekülen ausgeführt werden.

Answer

Quantensprünge sind für die Linienspektren von Atomen verantwortlich.

Question 49

Wer formulierte die Wellenfunktion, die den quantenmechanischen Zustand eines Teilchens beschreibt?

Accepted Answer

Erwin Schrödinger

Answer

Max Planck

Answer

Albert Einstein

Answer

Werner Heisenberg

Question 50

Was besagt der Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Materie verhält sich sowohl wie Wellen als auch wie Teilchen.

Answer

Elektronen sind die Bausteine von Atomen.

Answer

Radioaktive Stoffe zerfallen exponentiell.

Answer

Licht ist eine elektromagnetische Welle.

Question 51

Welches Modell beschreibt die Struktur von Atomen?

Accepted Answer

Schalenmodell

Answer

Planetenmodell

Answer

Wellenmodell

Answer

Teilchenmodell

Question 52

Welche Art von Strahlung besteht aus positiv geladenen Heliumkernen?

Accepted Answer

Alpha-Strahlung

Answer

Beta-Strahlung

Answer

Gamma-Strahlung

Answer

Röntgenstrahlung

Question 53

Welche Größe ist in der Quantenphysik nicht quantisiert?

Accepted Answer

Geschwindigkeit

Answer

Energie

Answer

Drehimpuls

Answer

Ladung

Question 54

Welches Experiment lieferte entscheidende Hinweise auf die Welleneigenschaften von Licht?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Compton-Effekt

Answer

Stern-Gerlach-Experiment

Question 55

Was besagt die Unschärferelation in der Quantenphysik?

Accepted Answer

Ort und Impuls eines Teilchens können nicht gleichzeitig beliebig genau bestimmt werden.

Answer

Ort und Impuls eines Teilchens können gleichzeitig beliebig genau bestimmt werden.

Answer

Energie und Zeit können nicht gleichzeitig beliebig genau bestimmt werden.

Answer

Drehimpuls und Energie können nicht gleichzeitig beliebig genau bestimmt werden.

Question 56

Welches Phänomen belegt den Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Beugung und Interferenz von Licht

Answer

Emission und Absorption von Photonen

Answer

Halbwertszeit und Reichweite radioaktiver Strahlung

Answer

Elektronenkonfiguration in Atomen

Question 57

Wie setzt sich der Atomkern zusammen?

Accepted Answer

Protonen und Neutronen

Answer

Neutronen und Elektronen

Answer

Elektronen und Protonen

Answer

Quarks und Leptonen

Question 58

Welche Radioaktivitätsart ist durch den Ausstoß von Heliumkernen gekennzeichnet?

Accepted Answer

Alpha-Zerfall

Answer

Beta-Zerfall

Answer

Gamma-Zerfall

Answer

Spontanspaltung

Question 59

Was beschreibt die Ionisationsenergie?

Accepted Answer

Mindestenergie, um ein Elektron aus einem Atom zu lösen

Answer

Bindungsenergie der Elektronen im Atom

Answer

Anregungsenergie eines Elektrons zu einem höheren Energieniveau

Answer

Gesamtenergie eines Photons

Question 60

Welche Formel beschreibt die Energie eines Photons?

Accepted Answer

E = h * f

Answer

E = m * c^2

Answer

E = 1/2 * m * v^2

Answer

E = q * V

Question 61

Was besagt das Pauli-Ausschlussprinzip?

Accepted Answer

Kein Elektron kann denselben Quantenzustand wie ein anderes Elektron im selben Atom einnehmen.

Answer

Die Gesamtenergie eines Systems ist immer negativ.

Answer

Die Position und der Impuls eines Teilchens können gleichzeitig genau bestimmt werden.

Answer

Die Ruhemasse eines Objekts nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit ab.

Question 62

Welche Aussage zur Heisenbergschen Unschärferelation ist richtig?

Accepted Answer

Je genauer die Position eines Teilchens bestimmt wird, desto ungenauer ist sein Impuls.

Answer

Je genauer die Energie eines Teilchens bestimmt wird, desto länger ist seine Lebensdauer.

Answer

Je schneller sich ein Teilchen bewegt, desto größer ist seine Masse.

Answer

Je größer die Masse eines Teilchens, desto größer ist seine Wellenlänge.

Question 63

Was ist der Spin eines Elektrons?

Accepted Answer

Eine intrinsische Drehimpulsgröße

Answer

Eine elektrische Ladung

Answer

Eine Masse

Answer

Eine Energie

Question 64

Welche Anwendung beruht auf dem Prinzip der Quantenverschränkung?

Accepted Answer

Quantenkryptographie

Answer

Lasertechnologie

Answer

Kernfusion

Answer

Magnetresonanztomographie