Wellen-Teilchen-Dualität: Interaktive Lernquizzes für Physik-Studenten

Question 1

Welche Aussage trifft auf den Wellen-Teilchen-Dualismus zu?

Accepted Answer

Materie verhält sich unabhängig von der Beobachtung sowohl als Welle als auch als Teilchen.

Answer

Materie verhält sich ausschließlich als Welle.

Answer

Materie verhält sich ausschließlich als Teilchen.

Answer

Materie verhält sich abhängig von der Beobachtung entweder als Welle oder Teilchen.

Question 2

Wer formulierte das Konzept der De-Broglie-Wellen?

Accepted Answer

Louis de Broglie

Answer

Albert Einstein

Answer

Niels Bohr

Answer

Werner Heisenberg

Question 3

Welches Experiment veranschaulicht den Wellen-Teilchen-Dualismus besonders eindrucksvoll?

Accepted Answer

Youngsches Doppelspaltexperiment

Answer

Michelson-Morley-Experiment

Answer

Davisson-Germer-Experiment

Answer

Stern-Gerlach-Experiment

Question 4

Welche Aussage zum Doppelspaltexperiment ist richtig?

Accepted Answer

Interferenzmuster entstehen durch die Interferenz der De-Broglie-Wellen der Elektronen.

Answer

Interferenzmuster entstehen nur, wenn Elektronen einzeln durch die Spalte gehen.

Answer

Interferenzmuster entstehen unabhängig von der Anzahl der durch die Spalte gehenden Elektronen.

Answer

Interferenzmuster werden nur beobachtet, wenn die Spalte sehr breit sind.

Question 5

Welche Implikationen hat der Wellen-Teilchen-Dualismus für die klassische Physik?

Accepted Answer

Der Wellen-Teilchen-Dualismus ergänzt die klassische Physik um neue Erkenntnisse.

Answer

Die klassische Physik ist vollständig unvereinbar mit dem Wellen-Teilchen-Dualismus.

Answer

Der Wellen-Teilchen-Dualismus widerlegt die klassischen physikalischen Gesetze.

Answer

Der Wellen-Teilchen-Dualismus hat keine Auswirkungen auf die klassische Physik.

Question 6

Wie hilft die Wellenfunktion bei der Wahrscheinlichkeitsdeutung in der Quantenmechanik?

Accepted Answer

Sie beschreibt die Wahrscheinlichkeitsverteilung eines Teilchens.

Answer

Sie gibt die genaue Position eines Teilchens an.

Answer

Sie bestimmt die Energie eines Teilchens.

Question 7

Welcher Physiker postulierte als erster, dass Teilchen auch Welleneigenschaften aufweisen?

Accepted Answer

Louis de Broglie

Answer

Albert Einstein

Answer

Max Planck

Answer

Erwin Schrödinger

Question 8

Welches Experiment veranschaulicht eindrucksvoll den Wellen-Teilchen-Dualismus, indem es zeigt, dass Elektronen sowohl als Wellen als auch als Teilchen auftreten können?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Michelson-Morley-Experiment

Answer

Rutherford-Experiment

Question 9

Welche Größe ist der Impuls eines Teilchens?

Accepted Answer

Planck-Konstante dividiert durch Wellenlänge

Answer

Wellenlänge dividiert durch Planck-Konstante

Answer

Energie dividiert durch Geschwindigkeit

Answer

Geschwindigkeit dividiert durch Energie

Question 10

Was passiert, wenn ein Elektronenstrahl durch zwei schmale Schlitze auf einen dahinterliegenden Schirm trifft?

Accepted Answer

Es entsteht ein Interferenzmuster auf dem Schirm.

Answer

Die Elektronen werden abgelenkt.

Answer

Es entsteht nur ein einziger Punkt auf dem Schirm.

Answer

Die Elektronen werden absorbiert.

Question 11

Welche Eigenschaften weist Licht auf?

Accepted Answer

Sowohl Wellen- als auch Teilcheneigenschaften

Answer

Nur Teilcheneigenschaften

Answer

Nur Welleneigenschaften

Answer

Weder Wellen- noch Teilcheneigenschaften

Question 12

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

Accepted Answer

E = hν

Answer

E = mc²

Answer

ν = hc/λ

Answer

λ = hc/E

Question 13

Welches Prinzip besagt, dass sich die Eigenschaften eines physikalischen Systems nicht ändern, wenn es in ein anderes Bezugssystem überführt wird?

Accepted Answer

Invarianzprinzip

Answer

Heisenbergsches Unschärfeprinzip

Answer

Pauli-Exklusionsprinzip

Answer

Korrespondenzprinzip

Question 14

Welche Aussage trifft auf die Schrödinger-Gleichung zu?

Accepted Answer

Sie beschreibt die zeitliche Entwicklung von Wellenfunktionen.

Answer

Sie ist eine klassische Gleichung.

Answer

Sie kann nur für einfache Systeme gelöst werden.

Answer

Sie sagt die Position eines Teilchens mit Sicherheit voraus.

Question 15

Welche der folgenden Wellenfunktionen ist für ein Teilchen in einem unendlich tiefen Potentialtopf zulässig?

Accepted Answer

ψ(x) = sin(πx/a)

Answer

ψ(x) = cos(πx/a)

Answer

ψ(x) = e^(-x²/a²)

Answer

ψ(x) = x

Question 16

Welches Experiment lieferte die ersten Hinweise auf die Wellen-Teilchen-Dualität?

Accepted Answer

B: Doppelspaltexperiment

Answer

A: Photoelektrischer Effekt

Answer

C: Comptoneffekt

Answer

D: Rutherford-Streuung

Question 17

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Wellen-Teilchen-Dualität?

Accepted Answer

Materie verhält sich sowohl wie eine Welle als auch wie ein Teilchen.

Answer

Materie verhält sich ausschließlich wie eine Welle.

Answer

Materie verhält sich ausschließlich wie ein Teilchen.

Answer

Materie verhält sich abhängig von der Beobachtungsweise entweder wie eine Welle oder wie ein Teilchen.

Question 18

Wer postulierte die Theorie der De-Broglie-Wellen?

Accepted Answer

Louis de Broglie

Answer

Albert Einstein

Answer

Erwin Schrödinger

Answer

Max Planck

Question 19

Welches Phänomen wird im Doppelspaltexperiment beobachtet?

Accepted Answer

Eine Kombination aus beiden Effekten.

Answer

Ein Interferenzmuster, das auf die Welleneigenschaften von Materie hinweist.

Answer

Zwei getrennte Punkte auf dem Schirm, die auf die Teilcheneigenschaften von Materie hinweisen.

Answer

Kein erkennbares Muster.

Question 20

Welche Beziehung besteht zwischen der Wellenlänge der De-Broglie-Wellen und dem Impuls des Teilchens?

Accepted Answer

Sie ist proportional zum Impuls des Teilchens.

Answer

Sie ist unabhängig von der Masse des Teilchens.

Answer

Sie nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit des Teilchens ab.

Answer

Sie ist nur für Elektronen definiert.

Question 21

Welche Anwendung der Wellen-Teilchen-Dualität nutzt die Welleneigenschaften von Materie?

Accepted Answer

Elektronenmikroskopie

Answer

Lasertechnologie

Answer

Transistoren

Answer

Solarzellen

Question 22

Welches der folgenden Experimente lieferte experimentelle Beweise für die Wellen-Teilchen-Dualität von Elektronen?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Compton-Effekt

Answer

Millikan-Öltropfen-Experiment

Answer

Franck-Hertz-Experiment

Question 23

Welche Aussage beschreibt am besten die Beziehung zwischen der Wellenfunktion und der Wahrscheinlichkeit, ein Teilchen an einem bestimmten Ort zu finden?

Accepted Answer

Das Quadrat des Absolutbetrags der Wellenfunktion ist proportional zur Wahrscheinlichkeit.

Answer

Die Wellenfunktion gibt die Impulsverteilung des Teilchens an.

Answer

Die Wellenfunktion ist proportional zur kinetischen Energie des Teilchens.

Question 24

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Natur des Lichts gemäß der Wellen-Teilchen-Dualität?

Accepted Answer

Licht verhält sich sowohl wie eine Welle als auch wie ein Teilchen.

Answer

Licht verhält sich immer wie eine Welle.

Answer

Licht verhält sich immer wie ein Teilchen.

Question 25

Welche der folgenden Größen wird verwendet, um die Wahrscheinlichkeit zu beschreiben, ein Teilchen in einem bestimmten Zustand zu finden?

Accepted Answer

Wellenfunktion

Answer

Energielevel

Answer

Drehimpuls

Answer

Impulsverteilung

Question 26

Welche der folgenden Eigenschaften ist mit dem Wellencharakter von Materie verbunden?

Accepted Answer

Interferenz

Answer

Impuls

Answer

Masse

Answer

Energie

Question 27

Wer postulierte als erster die Existenz von de-Broglie-Wellen?

Accepted Answer

Louis de Broglie

Answer

Niels Bohr

Answer

Albert Einstein

Answer

Max Planck

Question 28

Welche der folgenden Aussagen beschreibt das Doppelspaltexperiment treffend?

Accepted Answer

Elektronen verhalten sich sowohl als Wellen als auch als Teilchen.

Answer

Elektronen verhalten sich ausschließlich als Teilchen.

Answer

Elektronen verhalten sich ausschließlich als Wellen.

Question 29

Welche physikalische Größe steht mit der de-Broglie-Wellenlänge in direktem Zusammenhang?

Accepted Answer

Impuls

Answer

Masse

Answer

Energie

Question 30

Welche Bedeutung hat das Konzept der Wellen-Teilchen-Dualität für unser Verständnis von Materie?

Accepted Answer

Materie besitzt sowohl wellenartige als auch teilchenartige Eigenschaften.

Answer

Materie ist ausschließlich wellenartig.

Answer

Materie ist ausschließlich teilchenartig.

Question 31

Welcher Begriff beschreibt den probabilistischen Charakter der Quantenphysik?

Accepted Answer

Wellenfunktion

Answer

Geschwindigkeit

Answer

Energie

Answer

Impuls

Question 32

Welche Aussage zur Energie eines Photons ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie ist proportional zur Frequenz des Photons.

Answer

Sie ist unabhängig von der Frequenz des Photons.

Answer

Sie ist proportional zur Wellenlänge des Photons.

Answer

Sie ist proportional zur Masse des Photons.

Question 33

Welche Aussage zum Photoelektrischen Effekt ist korrekt?

Accepted Answer

Er verdeutlicht die Teilcheneigenschaften von Licht.

Answer

Er tritt nur bei hohen Lichtintensitäten auf.

Answer

Er demonstriert die Welleneigenschaften von Licht.

Answer

Er zeigt keinen Zusammenhang zwischen Licht und Elektronen.

Question 34

Welche Konsequenz hat die Wellen-Teilchen-Dualität für die Messung physikalischer Größen?

Accepted Answer

Die Messung einer Größe kann die Messung einer anderen Größe beeinflussen.

Answer

Nur Messungen von Teilcheneigenschaften können andere Messungen beeinflussen.

Answer

Die Messung einer Größe hat keine Auswirkungen auf andere Messungen.

Question 35

Welches Experiment trug maßgeblich zum Verständnis der Wellen-Teilchen-Dualität bei?

Accepted Answer

Comptonscher Streueffekt

Answer

Frank-Hertz-Experiment

Answer

Michelson-Morley-Experiment

Answer

Stern-Gerlach-Experiment

Question 36

Welche Aussage zur Heisenbergschen Unschärferelation ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie besagt, dass Ort und Impuls eines Teilchens nicht gleichzeitig mit beliebiger Genauigkeit gemessen werden können.

Answer

Sie besagt, dass Energie und Zeit eines Teilchens nicht gleichzeitig mit beliebiger Genauigkeit gemessen werden können.

Question 37

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die De-Broglie-Wellenlänge (λ) eines Teilchens mit Impuls (p)?

Accepted Answer

λ = h/p

Answer

λ = h*p

Answer

λ = c/p

Answer

λ = p/h

Question 38

Welche Eigenschaft von Licht wird im Doppelspaltexperiment veranschaulicht?

Accepted Answer

Wellennatur

Answer

Polarisation

Answer

Reflexion

Answer

Teilchennatur

Question 39

Welche Aussage in Bezug auf die Wellen-Teilchen-Dualität ist FALSCH?

Accepted Answer

Materie kann sich ausschließlich als Welle oder Teilchen verhalten.

Answer

Die De-Broglie-Wellenlänge eines makroskopischen Objekts ist sehr klein.

Answer

Die Wellen-Teilchen-Dualität gilt sowohl für Materie als auch für Licht.

Question 40

Ein Elektron mit einer Geschwindigkeit von 5 x 10^5 m/s wird auf einen Doppelspalt mit einem Abstand von 1 µm geschossen. Welche Aussage über das entstehende Interferenzmuster auf dem dahinterliegenden Schirm ist korrekt?

Accepted Answer

Das Interferenzmuster zeigt abwechselnd helle und dunkle Streifen und demonstriert die Wellennatur des Elektrons.

Answer

Es entsteht ein diffuses Muster ohne erkennbare Interferenz.

Answer

Es erscheinen zwei scharfe Punkte auf dem Schirm, die den beiden Spalten entsprechen.

Question 41

Welche der folgenden Beobachtungen ist ein Beweis für die Wellennatur von Licht?

Accepted Answer

Die Beugung von Licht an einer Kante

Answer

Die Emission von Elektronen aus Metallen unter Lichteinfluss (photoelektrischer Effekt)

Answer

Die Absorption von Licht durch Atome

Answer

Die Compton-Streuung

Question 42

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Compton-Streuung am besten?

Accepted Answer

Die Streuung von Röntgenphotonen an Elektronen, wobei die Photonen Energie und Impuls verlieren.

Answer

Die Emission von Photonen aus angeregten Atomen

Answer

Die Streuung von Licht an einem Gitter, die zu einem Interferenzmuster führt

Question 43

Welche Gleichung beschreibt die Energie (E) eines Photons mit der Frequenz (f)?

Accepted Answer

E = hf

Answer

E = mc^2

Answer

E = pc

Answer

E = hf/c

Question 44

Welches der folgenden Phänomene wird am besten durch die Wellen-Teilchen-Dualität erklärt?

Accepted Answer

Der photoelektrische Effekt

Answer

Die Brechung von Licht

Answer

Die Beugung von Wasserwellen

Answer

Die Reflexion von Licht

Question 45

Welche Aussage beschreibt die Wellen-Teilchen-Dualität am treffendsten?

Accepted Answer

Materie weist sowohl Eigenschaften von Wellen als auch von Teilchen auf, abhängig vom betrachteten Phänomen.

Answer

Materie verhält sich immer als Welle.

Answer

Materie verhält sich immer als Teilchen.

Question 46

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die De-Broglie-Wellenlänge (λ) eines Teilchens mit der Masse (m) und der Geschwindigkeit (v)?

Accepted Answer

λ = h/p

Answer

λ = h*p

Answer

λ = hc/E

Question 47

Welches der folgenden Experimente demonstriert eindeutig die Wellen-Natur des Lichts?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Compton-Effekt

Answer

Photoelektrischer Effekt

Question 48

Welches Phänomen erklärt die Interferenzmuster, die im Doppelspaltexperiment beobachtet werden?

Accepted Answer

Wellen-Natur des Lichts

Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Teilchen-Natur des Lichts

Answer

Compton-Effekt

Question 49

Welche der folgenden Aussagen zur Wellen-Teilchen-Dualität ist **unzutreffend**?

Accepted Answer

Die Wellen-Teilchen-Dualität gilt nur für Licht, nicht für Materie.

Answer

Die Wellen-Teilchen-Dualität ist ein grundlegendes Prinzip der Quantenmechanik.

Answer

Die De-Broglie-Wellenlänge ist umgekehrt proportional zum Impuls des Teilchens.

Question 50

Wie ändert sich die De-Broglie-Wellenlänge eines Teilchens, wenn sein Impuls zunimmt?

Accepted Answer

Die De-Broglie-Wellenlänge nimmt ab.

Answer

Die De-Broglie-Wellenlänge nimmt zu.

Answer

Die De-Broglie-Wellenlänge wird unendlich groß.

Answer

Die De-Broglie-Wellenlänge bleibt konstant.

Question 51

Welches der folgenden Phänomene ist **kein** Beweis für die Wellen-Natur des Lichts?

Accepted Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Beugung

Answer

Interferenz

Answer

Polarisation

Question 52

Welche Aussage beschreibt die Bedeutung des Doppelspaltexperiments am besten?

Accepted Answer

Es veranschaulicht die Wellen-Teilchen-Dualität und die Wahrscheinlichkeitsnatur der Quantenmechanik.

Answer

Es bestätigt die klassische Wellen-Theorie des Lichts.

Answer

Es demonstriert ausschließlich die Teilchen-Natur des Lichts.

Question 53

Ein Elektron bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 10⁶ m/s durch einen Doppelspalt. Welche De-Broglie-Wellenlänge hat das Elektron (Plancksches Wirkungsquantum h = 6,63 × 10⁻³⁴ J⋅s, Elektronenmasse m = 9,11 × 10⁻³¹ kg)?

Accepted Answer

7,27 × 10⁻¹⁰ m

Answer

3,64 × 10⁻¹⁰ m

Answer

1,45 × 10⁻⁹ m

Question 54

Welcher der folgenden Faktoren beeinflusst die De-Broglie-Wellenlänge eines Teilchens NICHT?

Accepted Answer

Farbe des Teilchens

Answer

Geschwindigkeit des Teilchens

Answer

Impuls des Teilchens

Answer

Masse des Teilchens

Question 55

Welche Aussage beschreibt das Konzept der Wellen-Teilchen-Dualität korrekt?

Accepted Answer

Materie kann sowohl Eigenschaften von Wellen als auch von Teilchen aufweisen.

Answer

Wellen und Teilchen sind grundsätzlich unterschiedliche Entitäten.

Answer

Nur Licht besitzt Welleneigenschaften.

Question 56

Wer stellte die Hypothese der De-Broglie-Wellen auf?

Accepted Answer

Louis de Broglie

Answer

Niels Bohr

Answer

Albert Einstein

Answer

Max Planck

Question 57

Welches Experiment ist ein klassisches Beispiel für den Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Franck-Hertz-Versuch

Answer

Michelson-Morley-Experiment

Answer

Rutherfords Streuexperiment

Question 58

Was beobachtet man beim Doppelspaltexperiment mit einem Teilchenstrahl?

Accepted Answer

Interferenzmuster

Answer

Keine Musterbildung

Answer

Beugungsmuster

Answer

Beide Interferenz- und Beugungsmuster

Question 59

Welches der folgenden Phänomene ist mit dem Wellen-Teilchen-Dualismus nicht vereinbar?

Accepted Answer

Lokalität

Answer

Quantelung

Answer

Superposition

Answer

Wahrscheinlichkeitswellen

Question 60

Welche der folgenden Anwendungen basiert auf dem Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Elektronenmikroskopie

Answer

Röntgenstrahlanalyse

Answer

Optische Mikroskopie

Answer

Lasertechnologie

Question 61

Welches der folgenden Konzepte ist eng mit dem Wellen-Teilchen-Dualismus verbunden?

Accepted Answer

Wellenfunktion

Answer

Linearer Impuls

Answer

Drehimpuls

Answer

Ruheenergie