Atome im elektrischen und magnetischen Feld: Interaktive Lernquizzes

Question 1

Welcher Effekt beschreibt die Aufspaltung von Energieniveaus im elektrischen Feld?

Accepted Answer

Stark-Effekt

Answer

Zeeman-Effekt

Answer

Lamb-Shift

Answer

Paschen-Back-Effekt

Question 2

Welches der folgenden Teilchen besitzt kein magnetisches Moment?

Accepted Answer

Neutron

Answer

Atomkern

Answer

Elektron

Answer

Proton

Question 3

Welche Quantenzahl beschreibt die Orientierung des Bahndrehimpulses im Magnetfeld?

Accepted Answer

ml

Answer

l

Answer

n

Answer

s

Question 4

Was sind die grundlegenden Prinzipien der Laserspektroskopie und wie wird sie in der Atomstrukturforschung eingesetzt?

Accepted Answer

Die Laserspektroskopie nutzt die Wechselwirkung von Licht mit Atomen, um Informationen über ihre Struktur und Eigenschaften zu erhalten.

Answer

Die Laserspektroskopie ist eine Methode zur Erzeugung von Laserlicht.

Answer

Die Laserspektroskopie wird hauptsächlich in der medizinischen Diagnostik eingesetzt.

Answer

Die Laserspektroskopie ist eine Form der Spektroskopie, die Mikrowellen verwendet.

Question 5

Welche Größe ist eine fundamentale SI-Einheit?

Accepted Answer

Ampere

Answer

Kilogramm pro Kubikmeter

Answer

Newton

Answer

Volt

Question 6

Welche Aussage zur Polarisation von Licht ist zutreffend?

Accepted Answer

Alle Aussagen sind zutreffend.

Answer

Linear polarisiertes Licht hat zwei elektrische Feldkomponenten.

Answer

Zirkular polarisiertes Licht hat zwei elektrische Feldkomponenten, die senkrecht aufeinander stehen und sich mit gleicher Frequenz drehen.

Answer

Elliptisch polarisiertes Licht hat zwei elektrische Feldkomponenten, die senkrecht aufeinander stehen und sich mit unterschiedlichen Frequenzen drehen.

Question 7

Welches Gesetz beschreibt die Kraft zwischen zwei ruhenden Ladungen?

Accepted Answer

Coulombsches Gesetz

Answer

Lorentzkraft

Answer

Gravitationsgesetz

Answer

Newtonsches Bewegungsgesetz

Question 8

Welche Aussage über die Quantenmechanik ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie beschreibt die Eigenschaften von Materie auf atomarer und subatomarer Ebene.

Answer

Sie beschreibt die Bewegung von Objekten im makroskopischen Maßstab.

Answer

Sie basiert auf deterministischen Prinzipien.

Answer

Sie ist eine klassische Theorie.

Question 9

Welches Experiment lieferte den ersten eindeutigen Beweis für den Welle-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Michelson-Morley-Experiment

Answer

Stern-Gerlach-Experiment

Answer

Rutherfordsches Streuexperiment

Question 10

Welche Aussage über die spezielle Relativitätstheorie ist korrekt?

Accepted Answer

Sie besagt, dass die Lichtgeschwindigkeit für alle Beobachter in allen Inertialsystemen konstant ist.

Answer

Sie beschreibt die Schwerkraft als eine Krümmung der Raumzeit.

Answer

Sie gilt nur für Geschwindigkeiten, die sehr viel kleiner als die Lichtgeschwindigkeit sind.

Answer

Sie wurde ursprünglich von Isaac Newton entwickelt.

Question 11

Welcher der folgenden Effekte ist ein Ergebnis des Zeeman-Effekts?

Accepted Answer

Aufspaltung von Spektrallinien in mehrere Komponenten

Answer

Verschiebung von Spektrallinien zu höheren oder niedrigeren Wellenlängen

Answer

Verbreiterung von Spektrallinien

Answer

Abschwächung von Spektrallinien

Question 12

Welcher der folgenden mechanischen Drehimpulse ist für den normalen Zeeman-Effekt verantwortlich?

Accepted Answer

Bahndrehimpuls

Answer

Gesamtspin

Answer

Kernspin

Answer

Elektronenspin

Question 13

Wie wird der Zeeman-Effekt in der Spektroskopie genutzt, um die magnetische Suszeptibilität eines Materials zu ermitteln?

Accepted Answer

Durch Messen der Aufspaltung der Spektrallinien

Answer

Durch Messen der Intensitätsänderung der Spektrallinien

Answer

Durch Messen der Wellenlänge der Spektrallinien

Question 14

Welche Aussage über den Zeemaneffekt ist richtig?

Accepted Answer

Er beruht auf der Wechselwirkung zwischen dem magnetischen Dipolmoment des Atoms und dem externen Magnetfeld.

Answer

Er tritt nur bei schwachen Magnetfeldern auf.

Answer

Er führt zu einer Verbreiterung von Spektrallinien.

Answer

Keine der genannten Aussagen ist richtig.

Question 15

Welcher Mechanismus ist für die Wechselwirkung zwischen einem Atom und einem statischen Magnetfeld verantwortlich?

Accepted Answer

Magnetische Dipolwechselwirkung

Answer

Elektrische Dipolwechselwirkung

Answer

Quadrupolwechselwirkung

Answer

Kernquadrupolwechselwirkung

Question 16

Welche experimentelle Methode wird zur Untersuchung der Hyperfeinstruktur von Atomspektren eingesetzt?

Accepted Answer

Mikrowellenspektroskopie

Answer

Röntgenbeugung

Answer

Massenspektrometrie

Answer

Kernresonanzspektroskopie

Question 17

Welche Aussage über das Pauli-Ausschließungsprinzip ist korrekt?

Accepted Answer

Es besagt, dass keine zwei Elektronen im Atom die gleichen Quantenzahlen haben können.

Answer

Es erklärt die Aufteilung der Elektronen in Schalen und Unterschalen.

Answer

Es ist eine Folge der Heisenbergschen Unschärferelation.

Answer

Es gilt nur für Atome mit einer geraden Anzahl von Elektronen.

Question 18

Welche Größe ist ein Maß für die Stärke der Wechselwirkung zwischen einem Atom und einem elektrischen Feld?

Accepted Answer

Polarisierbarkeit

Answer

Magnetisches Moment

Answer

Kernladungszahl

Answer

Quantenzahl

Question 19

Welcher Effekt beschreibt die Veränderung der Energieniveaus von Atomen in einem elektrischen Feld?

Accepted Answer

Stark-Effekt

Answer

Zeeman-Effekt

Answer

Paschen-Back-Effekt

Answer

Lamb-Shift

Question 20

In welche Richtung verschiebt sich die Resonanzfrequenz eines Atoms im Zeeman-Effekt?

Accepted Answer

Abhängig von der Feldstärke und dem Orientierung des Atoms zum Magnetfeld

Answer

Höhere Frequenz

Answer

Niedrigere Frequenz

Answer

Unverändert

Question 21

Welche Aussage über den Zeeman-Effekt ist falsch?

Accepted Answer

Er ist unabhängig von der Stärke des Magnetfeldes.

Answer

Er tritt nur in homogenen Magnetfeldern auf.

Answer

Er führt zu einer Aufspaltung der Spektrallinien.

Answer

Er kann sowohl in Absorptions- als auch in Emissionsspektren beobachtet werden.

Question 22

Welche Quantenzahl bestimmt die Feinstruktur des Wasserstoffatoms?

Accepted Answer

j

Answer

n

Answer

s

Answer

l

Question 23

Welches Experiment lieferte entscheidende Erkenntnisse zur Existenz des Spins?

Accepted Answer

Stern-Gerlach-Experiment

Answer

Davisson-Germer-Experiment

Answer

Millikan-Experiment

Answer

Franck-Hertz-Experiment

Question 24

Aus welchen Bestandteilen setzt sich ein Atom zusammen?

Accepted Answer

Atomkern mit Protonen und Neutronen, umhüllt von Elektronen

Answer

Atomkern mit Elektronen und Neutronen, umhüllt von Protonen

Answer

Ausschließlich Protonen, Neutronen und Elektronen

Answer

Atomkern nur aus Elektronen

Question 25

Wie beeinflussen elektrische und magnetische Felder die Energieniveaus eines Wasserstoffatoms?

Accepted Answer

Elektrische und magnetische Felder können die Energieniveaus eines Atoms je nach Richtung des Feldes und dem Zustand des Atoms anheben oder absenken.

Answer

Ein elektrisches Feld kann die Energieniveaus nur anheben, während ein magnetisches Feld sie nur absenken kann.

Answer

Ein elektrisches und ein magnetisches Feld können nur gemeinsam die Energieniveaus eines Atoms beeinflussen.

Answer

Elektrische und magnetische Felder haben keinen Einfluss auf die Energieniveaus eines Atoms.

Question 26

Welche Eigenschaft macht Halbleiter für die moderne Elektronik unverzichtbar?

Accepted Answer

Die elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern kann durch Dotierung verändert werden.

Answer

Halbleiter leiten Strom wie Metalle.

Answer

Halbleiter leiten keinen Strom.

Answer

Halbleiter werden nicht in Transistoren und Dioden verwendet.

Question 27

Welche Auswirkung hat ein elektrisches Feld auf die Energieniveaus eines Atoms?

Accepted Answer

Verschiebung der Energieniveaus

Answer

Emission von Gammastrahlen

Answer

Zerfall des Atomkerns

Answer

Ionisation

Question 28

Welcher Spektrumtyp entsteht, wenn ein Atom von einem angeregten Zustand in einen niedrigeren Zustand übergeht?

Accepted Answer

Emissionsspektrum

Answer

Absorptionsspektrum

Answer

Reflexionsspektrum

Answer

Brechungsspektrum

Question 29

Wie wirkt die Lorentzkraft auf ein sich bewegendes Ion in einem Magnetfeld?

Accepted Answer

Ablenkung senkrecht zur Bewegungsrichtung

Answer

Drehung um die Feldlinien

Answer

Erhöhung der kinetischen Energie

Answer

Beschleunigung in Bewegungsrichtung

Question 30

Welcher Spektrometertyp nutzt die Ablenkung von Ionen im Magnetfeld zur Massenspektrometrie?

Accepted Answer

Massenspektrometer

Answer

Interferometer

Answer

Kalorimeter

Answer

Spektrophotometer

Question 31

Welche Aussage zum Zeeman-Effekt ist korrekt?

Accepted Answer

Aufspaltung von Spektrallinien im Magnetfeld

Answer

Erzeugung neuer Spektrallinien im Vakuum

Answer

Verbreiterung von Spektrallinien in Gasen

Answer

Verschiebung von Spektrallinien im elektrischen Feld

Question 32

Wie groß ist das magnetische Dipolmoment eines Atoms im Grundzustand?

Accepted Answer

Null

Answer

Konstante

Answer

Temperaturabhängig

Answer

Proportional zur Atomzahl

Question 33

Welche Eigenschaft bestimmt, ob ein Atom ein permanentes magnetisches Dipolmoment besitzt?

Accepted Answer

Ungepaarte Elektronen

Answer

Gleiche Anzahl von Protonen und Elektronen

Answer

Gepaarte Elektronen

Question 34

Welche Aussage zur Wechselwirkung von Atomen mit Magnetfeldern ist korrekt?

Accepted Answer

Atome mit ungepaarten Elektronen richten sich im Magnetfeld aus

Answer

Atome richten sich immer senkrecht zum Magnetfeld aus

Answer

Die Wechselwirkung von Atomen mit Magnetfeldern hängt nicht von der Elektronenkonfiguration ab

Question 35

Welches Spektrum wird emittiert, wenn ein Atom von einem angeregten Zustand in einen niedrigeren Zustand übergeht?

Accepted Answer

Emissionslinie

Answer

Kontinuierliches Spektrum

Answer

Schwarzkörperspektrum

Question 36

Wie wird die Aufspaltung der Energieniveaus eines Atoms in einem Magnetfeld bezeichnet?

Accepted Answer

Zeeman-Effekt

Answer

Stark-Effekt

Answer

Doppler-Effekt

Question 37

Welche Aussage über den Stark-Effekt ist richtig?

Accepted Answer

Er führt zur Aufspaltung der Energieniveaus eines Atoms in einem elektrischen Feld

Answer

Er ist nur bei schwachen elektrischen Feldern beobachtbar

Answer

Er tritt nur bei Atomen mit hohem Drehimpuls auf

Question 38

Welche der folgenden Quantenzahlen beschreibt die Orientierung des Elektronenspins?

Accepted Answer

ms

Answer

ml

Answer

l

Answer

n

Question 39

Wie wirkt sich ein starkes Magnetfeld auf Atome aus?

Accepted Answer

Die Energieniveaus werden aufgespalten, und die Aufspaltung ist proportional zur Stärke des Magnetfelds.

Answer

Die Energieniveaus werden abgesenkt, und die Absenkung ist proportional zur Stärke des Magnetfelds.

Question 40

Was ist die Definition des Zeeman-Effekts?

Accepted Answer

Aufspaltung von Spektrallinien im Magnetfeld

Answer

Abnahme der Wellenlänge von Spektrallinien in starken Gravitationsfeldern

Answer

Erhöhung der Intensität von Spektrallinien unter Bestrahlung

Answer

Verschiebung von Spektrallinien im elektrischen Feld

Question 41

Welche Größe beeinflusst das magnetische Moment eines Atoms?

Accepted Answer

Gesamtdrehimpuls des Atoms

Answer

Elektrische Feldstärke

Answer

Temperatur

Answer

Kernladungszahl

Question 42

Was geschieht, wenn ein Atom in ein Magnetfeld gebracht wird, das senkrecht zu seinem Spin ausgerichtet ist?

Accepted Answer

Präzession des Spins um die Feldrichtung

Answer

Keine Auswirkung

Answer

Umkehr des Spins

Question 43

Welche Aussage zum Paschen-Back-Effekt ist richtig?

Accepted Answer

Hebt die Entartung von Energieniveaus im Magnetfeld auf

Answer

Hat keinen Einfluss auf die Entartung von Energieniveaus

Answer

Senkt die Entartung von Energieniveaus im Magnetfeld

Question 44

Welche Anwendung nutzt die Wechselwirkung von Atomen mit elektrischen und magnetischen Feldern?

Accepted Answer

Kernspinresonanzspektroskopie (NMR)

Answer

Elektronenmikroskopie

Answer

Röntgenbeugung

Answer

Rastertunnelmikroskopie

Question 45

Welcher Effekt beschreibt die Aufspaltung von Spektrallinien im Magnetfeld?

Accepted Answer

Zeeman-Effekt

Answer

Compton-Effekt

Answer

Paschen-Back-Effekt

Answer

Stark-Effekt

Question 46

Welche Aussage zum elektrischen Dipolmoment eines Atoms ist korrekt?

Accepted Answer

Es ist ungleich null, wenn das Atom ein permanentes elektrisches Dipolmoment hat.

Answer

Es ist nur ungleich null, wenn das Atom angeregt ist.

Answer

Es ist immer null, unabhängig vom Zustand des Atoms.

Question 47

Welche Aussage über die Wechselwirkung eines Atoms mit einem elektrischen Feld ist falsch?

Accepted Answer

Das Atom kann nur Übergänge zwischen Zuständen mit gleicher Parität durchführen.

Answer

Die Wellenfunktion des Atoms kann sich ändern.

Answer

Die Energie des Atoms kann sich ändern.

Question 48

Welche Einheit wird verwendet, um die Stärke eines Magnetfeldes zu messen?

Accepted Answer

Tesla (T)

Answer

Weber (Wb)

Answer

Gauss (G)

Answer

Ampere (A)

Question 49

Welche Auswirkung hat die Spin-Bahn-Kopplung auf die Energieniveaus eines Atoms?

Accepted Answer

Sie führt zu einer Aufspaltung der Energieniveaus.

Answer

Sie führt zu einer Verschiebung der Energieniveaus.

Answer

Sie führt zu einer Abschwächung der Energieniveaus.

Answer

Sie führt zu einer Verbreiterung der Energieniveaus.

Question 50

Welche Methode wird verwendet, um Atome in einem Magnetfeld auszurichten?

Accepted Answer

Stern-Gerlach-Experiment

Answer

Massenspektrometrie

Answer

Röntgenbeugung

Answer

UV-VIS-Spektroskopie

Question 51

Welche Auswirkung hat ein elektrisches Feld auf die Energieniveaus eines Atoms?

Accepted Answer

Es spaltet die Energieniveaus des Atoms auf.

Answer

Es beschleunigt das Atom.

Answer

Es ionisiert das Atom.

Answer

Es hat keine Auswirkung auf das Atom.

Question 52

In welche Richtung bewegt sich ein positiv geladenes Atom in einem Magnetfeld, wenn das Feld senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung steht?

Accepted Answer

Im Kreis

Answer

In gerader Linie

Answer

Entgegen der Feldrichtung

Answer

In Richtung des Feldes

Question 53

Welche Methode wird verwendet, um die Energiezustände eines Atoms zu bestimmen?

Accepted Answer

Spektroskopie

Answer

Elektronenmikroskopie

Answer

Röntgenbeugung

Answer

Massenspektrometrie

Question 54

Welche Formel beschreibt die magnetische Dipolenergie eines Atoms im Magnetfeld?

Accepted Answer

E = -μ·B

Answer

E = B/μ

Answer

E = μ/B

Answer

E = μ·B

Question 55

Wie ist der Spin eines Atoms in einem Magnetfeld ausgerichtet?

Accepted Answer

Parallel oder antiparallel zum Feld

Answer

Nur parallel zum Feld

Answer

Nur antiparallel zum Feld

Answer

Senkrecht zum Feld

Question 56

Welche Formel beschreibt die Wechselwirkungsenergie zwischen einem Atom und einem elektrischen Feld?

Accepted Answer

E = -p·E

Answer

E = p·E

Answer

E = E/p

Answer

E = p/E

Question 57

Welche Größe bestimmt die Stärke des Zeeman-Effekts?

Accepted Answer

Magnetfeldstärke

Answer

Anzahl der Elektronen

Answer

Atomradius

Answer

Temperatur

Question 58

Welche der folgenden Quantenzahlen beschreibt die Größe des Bahndrehimpulses eines Elektrons?

Accepted Answer

l

Answer

n

Answer

ml

Answer

ms

Question 59

Ein Wasserstoffatom befindet sich in einem externen elektrischen Feld. Was passiert mit seinen Energieniveaus?

Accepted Answer

Die Energieniveaus werden aufgespalten (Stark-Effekt).

Answer

Die Energieniveaus werden alle angehoben.

Answer

Die Energieniveaus bleiben unverändert.

Question 60

Ein Atom mit einem angeregten Elektron befindet sich in einem Magnetfeld. Welche Aussage über die möglichen Übergänge des Elektrons ist korrekt?

Accepted Answer

Die Übergänge können sowohl in die höhere als auch in die niedrigere Energiezustände erfolgen, aber die Auswahlregeln für die Übergänge werden beeinflusst.

Answer

Es sind nur Übergänge in die niedrigere Energiezustände möglich.

Question 61

Ein Atom mit einem magnetischen Dipolmoment wird in einem Magnetfeld platziert. Wie richtet sich das Dipolmoment im Verhältnis zum Magnetfeld aus?

Accepted Answer

Das Dipolmoment richtet sich parallel oder antiparallel zum Magnetfeld aus.

Answer

Das Dipolmoment bleibt zufällig ausgerichtet.

Answer

Das Dipolmoment richtet sich senkrecht zum Magnetfeld aus.

Question 62

Welcher Effekt beschreibt die Aufspaltung von Spektrallinien in einem Magnetfeld?

Accepted Answer

Zeeman-Effekt

Answer

Doppler-Effekt

Answer

Compton-Effekt

Answer

Stark-Effekt

Question 63

Welche Art von Strahlung emittiert ein Atom, wenn ein angeregtes Elektron in einen niedrigeren Energiezustand zurückkehrt?

Accepted Answer

Lichtstrahlung

Answer

Wärme

Answer

Schall

Answer

Radioaktivität

Question 64

Ein Wasserstoffatom hat nur ein Elektron. Welchen Einfluss hat ein starkes Magnetfeld auf dieses Elektron?

Accepted Answer

Das Elektronenspin-Magnetmoment richtet sich parallel oder antiparallel zum Magnetfeld aus.

Answer

Das Elektron wechselt in einen höheren Energiezustand.

Answer

Das Elektron wird aus dem Atom herausgeschleudert.