Atomphysik für Fachinformatiker: Verstehe die Bausteine der Materie

Question 1

Welches Modell beschreibt Elektronen in Atomen am besten als Wellenfunktionen?

Accepted Answer

Quantenmechanisches Modell

Answer

Bohrsches Modell

Answer

Schalenmodell

Question 2

Welche Aussage zum Bohrschen Atommodell ist korrekt?

Accepted Answer

Elektronen können nur bestimmte, quantisierte Energieniveaus einnehmen.

Answer

Elektronen bewegen sich in beliebigen Bahnen um den Atomkern.

Answer

Elektronen sind Teilchen ohne Wellencharakter.

Answer

Atome sind unteilbare, kompakte Einheiten.

Question 3

Welcher Faktor hat keinen Einfluss auf die Größe eines Atoms?

Accepted Answer

Anzahl der Neutronen

Answer

Anzahl der Elektronen

Answer

Anzahl der Protonen

Answer

Kernladungszahl

Question 4

Welches Element ist ein Edelgas?

Accepted Answer

Argon

Answer

Natrium

Answer

Chlor

Answer

Eisen

Question 5

Welche Aussage über Isotope ist zutreffend?

Accepted Answer

Isotope haben die gleiche Anzahl an Protonen und Neutronen.

Answer

Isotope haben die gleiche Anzahl an Elektronen und Neutronen.

Answer

Isotope haben die gleiche Anzahl an Protonen und Elektronen.

Answer

Isotope haben die gleiche Anzahl an Elektronen.

Question 6

Welche Einheit wird verwendet, um die Energiedifferenz zwischen zwei Atomzuständen anzugeben?

Accepted Answer

Elektronenvolt (eV)

Answer

Joule (J)

Answer

Kelvin (K)

Answer

Gramm (g)

Question 7

Welcher Wissenschaftler leistete wesentliche Beiträge zur Entwicklung der Quantenmechanik?

Accepted Answer

Max Planck

Answer

Albert Einstein

Answer

Marie Curie

Answer

Isaac Newton

Question 8

Welches Atommodell beschreibt die Elektronen als Wellen, die sich um den Kern bewegen?

Accepted Answer

Quantenmechanisches Atommodell

Answer

Bohrsches Atommodell

Answer

Rydbergsches Atommodell

Answer

Thomsonsches Atommodell

Question 9

Wie viele Elektronen können ein p-Orbital besetzen?

Accepted Answer

2

Answer

1

Answer

3

Answer

4

Question 10

Welcher Begriff beschreibt die Wahrscheinlichkeit, ein Elektron an einem bestimmten Ort zu finden?

Accepted Answer

Elektronendichte

Answer

Elektronenkonfiguration

Answer

Orbital

Answer

Quantenmechanik

Question 11

Was besagt das Pauli-Ausschlussprinzip?

Accepted Answer

Kein Elektron kann dieselben vier Quantenzahlen besitzen.

Answer

Kein Elektron kann dieselbe Energie besitzen.

Answer

Kein Elektron kann sich im selben Atomorbital befinden.

Answer

Kein Elektron kann eine negative Energie besitzen.

Question 12

Welches Experiment lieferte Beweise für den Welle-Teilchen-Dualismus von Elektronen?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Röhrentest

Answer

Franck-Hertz-Experiment

Answer

Millikan-Öltropfenexperiment

Question 13

Was ist die Unschärferelation?

Accepted Answer

Es gibt eine Grenze für die Genauigkeit, mit der Ort und Impuls eines Teilchens gleichzeitig gemessen werden können.

Answer

Es gibt eine Grenze für die Genauigkeit, mit der Energie und Zeit eines Teilchens gleichzeitig gemessen werden können.

Answer

Es gibt eine Grenze für die Genauigkeit, mit der Ort und Energie eines Teilchens gleichzeitig gemessen werden können.

Answer

Es gibt eine Grenze für die Genauigkeit, mit der Impuls und Zeit eines Teilchens gleichzeitig gemessen werden können.

Question 14

Welches Atommodell beschreibt die Struktur von Atomen korrekt?

Accepted Answer

Bohrsches Atommodell (Atomkern mit Elektronen auf diskreten Bahnen)

Answer

Rutherfordsches Atommodell (Atomkern mit Elektronenhülle)

Answer

Thomsonsches Traubenkuchenmodell (positive Ladung gleichmäßig verteilt, Elektronen wie Rosinen)

Answer

Fermi-Modell (statistischer Ansatz zur Beschreibung der Verteilung von Elektronen in Atomen)

Question 15

Welches Orbital hat die höchste Energie?

Accepted Answer

4f

Answer

1s

Answer

2p

Answer

3d

Question 16

Welches quantenmechanische Prinzip besagt, dass Energiezustände von Elektronen in Atomen nur bestimmte diskrete Werte annehmen können?

Accepted Answer

Quantenzahlenbeschränkung (jede Quantenzahl kann nur bestimmte Werte annehmen)

Answer

Paulisches Ausschließungsprinzip (kein Elektron kann die gleichen vier Quantenzahlen wie ein anderes Elektron haben)

Answer

Unbestimmtheitsrelation (Impuls und Position eines Teilchens können nicht gleichzeitig exakt bestimmt werden)

Answer

Hundsches Regel (Elektronen besetzen zuerst Orbitale mit parallelem Spin)

Question 17

Welches Element hat eine abgeschlossene Elektronenschale?

Accepted Answer

Argon

Answer

Natrium

Answer

Magnesium

Answer

Chlor

Question 18

Was ist der Unterschied zwischen einem angeregten Zustand und dem Grundzustand eines Elektrons?

Accepted Answer

Der angeregte Zustand hat eine höhere Energie als der Grundzustand.

Answer

Der angeregte Zustand hat eine niedrigere Energie als der Grundzustand.

Answer

Der angeregte Zustand hat die gleiche Energie wie der Grundzustand.

Answer

Der angeregte Zustand hat eine negative Energie.

Question 19

Welches der folgenden Elemente ist radioaktiv?

Accepted Answer

Uran

Answer

Kohlenstoff

Answer

Stickstoff

Answer

Eisen

Question 20

Was ist die Halbwertszeit eines radioaktiven Elements?

Accepted Answer

Die Zeit, die benötigt wird, bis die Hälfte der Atome des Elements zerfallen ist

Answer

Die Zeit, die benötigt wird, bis ein Viertel der Atome des Elements zerfallen ist

Answer

Die Zeit, die benötigt wird, bis alle Atome des Elements zerfallen sind

Answer

Die Zeit, die benötigt wird, bis die Hälfte der Masse des Elements zerfallen ist

Question 21

Welches Orbital hat die höchste Energie?

Accepted Answer

f-Orbital

Answer

s-Orbital

Answer

p-Orbital

Answer

d-Orbital

Question 22

Welcher Begriff beschreibt die Wahrscheinlichkeit, ein Elektron an einem bestimmten Ort zu finden?

Accepted Answer

Wellenfunktion

Answer

Orbital

Answer

Energiezustand

Answer

Spin

Question 23

Was besagt das Pauli-Prinzip?

Accepted Answer

Kein Elektron kann sich in zwei Zuständen befinden, die durch dieselben vier Quantenzahlen beschrieben werden.

Answer

Die Energie jedes Elektrons in einem Atom ist einzigartig.

Answer

Die Drehimpulse zweier Elektronen im selben Orbital müssen entgegengesetzt gerichtet sein.

Answer

Die Anzahl der Elektronen in einem Orbital ist durch die Hauptquantenzahl begrenzt.

Question 24

Welche Aussage über isoelektronische Ionen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie besitzen dieselbe Anzahl an Protonen und Elektronen.

Answer

Sie besitzen dieselbe Anzahl an Elektronen und Neutronen.

Answer

Sie besitzen dieselbe Anzahl an Protonen und Neutronen.

Answer

Sie besitzen dieselbe chemische Formel.

Question 25

Welche Strahlung besitzt die höchste Energie?

Accepted Answer

Röntgenstrahlung

Answer

UV-Strahlung

Answer

Sichtbares Licht

Answer

Mikrowellen

Question 26

Beschreibe, wie die Quantenmechanik zur Bildung chemischer Bindungen beiträgt, anhand der Entstehung des HCl-Moleküls.

Accepted Answer

Überlappung von Atomorbitalen und Bildung eines Elektronenpaars

Answer

Elektronenaustausch zwischen den Atomen

Answer

Anziehungskraft zwischen entgegengesetzten Ladungen

Answer

Resonanzstrukturen zwischen den Atomen

Question 27

Welches der folgenden Experimente lieferte eine entscheidende experimentelle Bestätigung für die Annahme der Quantenmechanik, dass Elektronen sowohl Teilchen- als auch Welleneigenschaften besitzen?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment mit Elektronen

Answer

Rutherfords Streuexperiment

Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Michelson-Morley-Experiment

Question 28

Wie hilft die Wellenfunktion eines Elektrons dabei, die Wahrscheinlichkeit zu berechnen, es an einem bestimmten Ort im Atom zu finden?

Accepted Answer

Die Wellenfunktion gibt die Wahrscheinlichkeit an, das Elektron an einem bestimmten Ort im Atom zu finden.

Answer

Die Wellenfunktion gibt die Energiezustände des Elektrons an.

Answer

Die Wellenfunktion ist eine Funktion, die die Energie des Elektrons angibt.

Answer

Die Elektronendichte ist unabhängig von der Wellenfunktion.

Question 29

Welches Modell beschreibt die Elektronenhülle eines Atoms als eine Reihe von konzentrischen Schalen mit unterschiedlichen Energieniveaus?

Accepted Answer

Schalenmodell

Answer

Bohrsches Atommodell

Answer

Rutherfordsches Atommodell

Answer

Wellenmechanisches Atommodell

Question 30

Welche der folgenden Quantenzahlen beschreibt die Form eines Orbitals?

Accepted Answer

Nebenquantenzahl (l)

Answer

Hauptquantenzahl (n)

Answer

Magnetquantenzahl (m)

Answer

Spinquantenzahl (s)

Question 31

Welches Phänomen erklärt die Aufspaltung von Spektrallinien im Magnetfeld?

Accepted Answer

Zeeman-Effekt

Answer

Stark-Effekt

Answer

Paschen-Back-Effekt

Answer

Compton-Effekt

Question 32

Welcher Prozess führt zur Emission von Röntgenstrahlen?

Accepted Answer

Beschuss eines Metalls mit beschleunigten Elektronen

Answer

Übergang eines Elektrons von einem höheren auf ein niedrigeres Energieniveau unter Aussendung eines Photons

Answer

Absorption von Gammastrahlen durch ein Atom

Answer

Stoß zweier Atomkerne

Question 33

Welche Aussage über Atomorbitale ist korrekt?

Accepted Answer

Orbitale sind dreidimensionale Bereiche, in denen Elektronen mit hoher Wahrscheinlichkeit anzutreffen sind.

Answer

Orbitale sind zweidimensionale Ebenen, auf denen sich Elektronen bewegen.

Answer

Orbitale sind feste Bahnen, auf denen sich Elektronen bewegen.

Question 34

Welches Element weist die größte erste Ionisierungsenergie auf?

Accepted Answer

Helium

Answer

Chlor

Answer

Natrium

Question 35

Was besagt das Prinzip der Überlagerung in der Quantenmechanik?

Accepted Answer

Ein Elektron kann sich gleichzeitig an mehreren Orten befinden.

Answer

Ein Elektron hat eine bestimmte Position und einen Impuls.

Answer

Die Energie eines Elektrons ist quantisiert.

Question 36

Welche der folgenden Wellenfunktionen beschreibt den Zustand eines Elektrons im Grundzustand eines Wasserstoffatoms?

Accepted Answer

ψ₁₀₀ = (1/√πa₀³)exp(-r/a₀)

Answer

ψ₂₁₁ = (√2/√πa₀³)exp(-r/2a₀)cos(θ)sin(φ)

Answer

ψ₃₂₁ = (√6/√πa₀³)exp(-r/3a₀)cos(θ)cos(2φ)

Question 37

Welches Spektrum entsteht, wenn ein Elektron von einem angeregten Zustand in den Grundzustand übergeht?

Accepted Answer

Emissionslinie

Answer

Absorptionslinie

Answer

Bandenspektrum

Answer

Kontinuierliches Spektrum

Question 38

Was ist die Rydberg-Konstante?

Accepted Answer

Eine Konstante, die die Wellenlänge der Photonen beschreibt, die von einem Wasserstoffatom emittiert werden, wenn ein Elektron von einem höheren Energiezustand in einen niedrigeren übergeht.

Answer

Eine Konstante, die die Energie der Photonen beschreibt, die von einem Wasserstoffatom absorbiert werden.

Question 39

Welche Aussage zum Laserlicht ist richtig?

Accepted Answer

Laserlicht ist kohärent.

Answer

Laserlicht hat eine breite Wellenlängenverteilung.

Answer

Laserlicht kann nicht fokussiert werden.

Answer

Laserlicht ist unpolarisiert.

Question 40

Nenne eine Anwendung, die sich die Atomphysik zunutze macht.

Accepted Answer

Röntgenbildgebung

Answer

Windkraftanlagen

Answer

Sonnenkollektoren

Question 41

Welches Modell beschreibt Elektronen als Teilchen, die sich auf festgelegten Energiezuständen bewegen?

Accepted Answer

Bohrsches Atommodell

Answer

Rutherfordsches Modell

Answer

Kernmodell

Answer

Quantenmechanisches Modell

Question 42

Welche der genannten Quantenzahlen beschreibt die Form eines Atomorbitals?

Accepted Answer

l

Answer

s

Answer

m

Answer

n

Question 43

Welches Spektrum entsteht, wenn ein Elektron von einem höheren auf ein niedrigeres Energieniveau übergeht?

Accepted Answer

Emissionsspektrum

Answer

Beugungsspektrum

Answer

Absorptionsspektrum

Answer

Streuspektrum

Question 44

Welche Aussage beschreibt die Unschärferelation am besten?

Accepted Answer

Je genauer die Ortsbestimmung eines Teilchens ist, desto ungenauer ist seine Impulsbestimmung.

Answer

Die Wellenlänge eines Teilchens ist umgekehrt proportional zu seiner Masse.

Answer

Je höher die Energie eines Teilchens, desto größer ist seine Masse.

Question 45

Welche Teilchenart trägt eine negative Ladung in einem Atom?

Accepted Answer

Elektronen

Answer

Quarks

Answer

Protonen

Answer

Neutronen

Question 46

Welche Aussage über Neutronen beschreibt ihre Eigenschaften am besten?

Accepted Answer

Es handelt sich um ungeladene Teilchen mit einer Masse, die etwas größer ist als die eines Protons.

Answer

Es handelt sich um positiv geladene Teilchen mit einer Masse, die etwa der eines Elektrons entspricht.

Answer

Es handelt sich um negativ geladene Teilchen mit einer Masse, die kleiner ist als die eines Protons.

Question 47

Welche Aussage über Radioaktivität ist korrekt?

Accepted Answer

Es handelt sich um einen Prozess, bei dem ein instabiler Atomkern unter Aussendung von Strahlung in einen stabileren Zustand übergeht.

Answer

Sie ist eine Form der chemischen Reaktion.

Answer

Sie entsteht durch die Absorption von Energie durch einen Atomkern.

Question 48

Welche Strahlenart besitzt die größte Durchdringungsfähigkeit?

Accepted Answer

Gammastrahlen

Answer

Neutronen

Answer

Alphastrahlen

Answer

Betastrahlen

Question 49

Welche Anwendung der Atomphysik kommt in der Medizin zum Einsatz?

Accepted Answer

Strahlentherapie

Answer

Kernfusion

Answer

Kernwaffen

Answer

Satellitennavigation

Question 50

Welches der folgenden Modelle beschreibt den Atomkern als massereichen und positiv geladenen Bereich?

Accepted Answer

Rutherfordsches Atommodell

Answer

Schalenmodell

Answer

Wellenmechanisches Atommodell

Answer

Bohrsches Atommodell

Question 51

Wie lautet die Formel zur Berechnung der Energie eines Elektrons in einem Atomorbital gemäß dem Bohrschen Atommodell?

Accepted Answer

-E*h/(n²)

Answer

-E*h*n²

Answer

-h/E*n²

Question 52

Welche Quantenzahl gibt Auskunft über die Form eines Atomorbitals

Accepted Answer

l

Answer

s

Answer

n

Answer

m

Question 53

Welche Art von Strahlung entsteht beim Übergang eines Elektrons vom n=3-Orbital in das n=2-Orbital?

Accepted Answer

Ultraviolettes Licht

Answer

Röntgenstrahlung

Answer

Radiowellen

Answer

Mikrowellen

Question 54

Wie lautet die Heisenberg'sche Unschärferelation?

Accepted Answer

Δx * Δp ≥ h/4π

Answer

F = ma

Answer

U = qV

Answer

E = mc²

Question 55

Wie lautet die Elektronenkonfiguration eines Stickstoffatoms?

Accepted Answer

1s² 2s² 2p³

Answer

1s² 2s² 2p⁴

Answer

1s² 2s² 2p²

Answer

1s² 2s³ 2p²

Question 56

Welches der folgenden Elemente ist ein Halbmetall?

Accepted Answer

Germanium

Answer

Sauerstoff

Answer

Chlor

Answer

Natrium

Question 57

Welches Isotop von Kohlenstoff ist radioaktiv?

Accepted Answer

Kohlenstoff-14

Answer

Kohlenstoff-12

Answer

Kohlenstoff hat keine radioaktiven Isotope

Answer

Kohlenstoff-13

Question 58

Beschreibe das Kern-Hülle-Modell des Atoms nach Niels Bohr.

Accepted Answer

Ein Atom besteht aus einem kleinen, positiv geladenen Kern, der von einer Hülle aus negativ geladenen Elektronen umgeben ist.

Answer

Ein Atom besteht aus einem Protonenkern, der von einer Hülle aus Neutronen umgeben ist.

Answer

Ein Atom besteht aus einer Hülle aus positiv geladenen Elektronen, die einen negativ geladenen Kern umgeben.

Answer

Ein Atom besteht aus einem gleichmäßig verteilten positiven und negativen Ladungsbereich.

Question 59

Welches der folgenden Teilchen gehört NICHT zur Zusammensetzung des Atomkerns?

Accepted Answer

Elektron

Answer

Nukleon

Answer

Proton

Answer

Neutron

Question 60

Laut dem Bohrschen Atommodell, wie bewegen sich Elektronen um den Atomkern?

Accepted Answer

Elektronen bewegen sich auf festen Bahnen mit bestimmten Energiezuständen.

Answer

Elektronen bewegen sich nur im Atomkern.

Answer

Elektronen bewegen sich zufällig um den Kern.

Question 61

Was passiert mit dem Energiezustand eines Atoms, wenn es ein Photon absorbiert?

Accepted Answer

Das Atom wechselt in einen höheren Energiezustand.

Answer

Das Atom emittiert ein Elektron.

Answer

Die Masse des Atoms nimmt zu.

Answer

Die Ladung des Atoms ändert sich.

Question 62

Welche Information beschreibt die Elektronenkonfiguration eines Atoms?

Accepted Answer

Die Verteilung der Elektronen auf die verschiedenen Energieniveaus.

Answer

Die Anzahl der Protonen im Atomkern.

Answer

Die Masse des Atoms.

Question 63

Welche Quantenzahl gibt Auskunft über die räumliche Ausrichtung eines Atomorbitals?

Accepted Answer

Magnetische Quantenzahl (ml)

Answer

Hauptquantenzahl (n)

Answer

Nebenquantenzahl (l)

Answer

Spinquantenzahl (ms)

Question 64

Welche Aussage zum Pauli-Prinzip ist korrekt?

Accepted Answer

In einem Atom können keine zwei Elektronen identische Werte für alle vier Quantenzahlen haben.

Answer

Die Energie eines Elektrons kann beliebige Werte annehmen.

Answer

Elektronen bewegen sich auf festen Bahnen um den Kern.