Wellen-Teilchen-Dualismus: Licht und Materie im Quantenreich

Question 1

Welche Aussage über den Wellen-Teilchen-Dualismus ist falsch?

Accepted Answer

Der Wellen-Teilchen-Dualismus ist ein rein klassisches Konzept.

Answer

Lichtquanten haben eine Teilchennatur und eine Wellennatur.

Answer

Materiewellen haben eine Teilchennatur und eine Wellennatur.

Answer

Der Wellen-Teilchen-Dualismus ist ein grundlegendes Prinzip der Quantenmechanik.

Question 2

Was ist die de-Broglie-Wellenlänge?

Accepted Answer

Die Wellenlänge einer Materiewelle, die mit einem Teilchen der Masse m und dem Impuls p verbunden ist.

Answer

Die Wellenlänge eines Photons mit der Energie E.

Answer

Die Wellenlänge des Lichts, das von einem bewegten Elektron emittiert wird.

Answer

Die Wellenlänge der Materiewelle, die mit einem Atomkern verbunden ist.

Question 3

Welche Frequenz hat das Lichtquant mit einer Energie von 3,6 eV?

Accepted Answer

8,74 x 10^14 Hz

Answer

5,61 x 10^14 Hz

Answer

2,81 x 10^14 Hz

Answer

1,40 x 10^15 Hz

Question 4

Welche Aussage über den Selbstinterferenzversuch mit Elektronen ist zutreffend?

Accepted Answer

Er zeigt, dass Elektronen eine Welle-Teilchen-Dualität haben.

Answer

Er zeigt, dass Elektronen nur eine Teilchennatur haben.

Answer

Er bestätigt die klassische Wellentheorie des Lichts.

Answer

Er widerlegt die Quantenmechanik.

Question 5

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

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment mit Elektronen

Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Comptoneffekt

Answer

Stern-Gerlach-Experiment

Question 6

Welche Aussage beschreibt den Wellencharakter von Licht?

Accepted Answer

Licht kann gebeugt und interferiert.

Answer

Licht breitet sich ausschließlich geradlinig aus.

Answer

Licht verhält sich ausschließlich als Teilchenstrahl.

Answer

Licht bewegt sich immer mit derselben Geschwindigkeit.

Question 7

Was beschreibt ein Photon?

Accepted Answer

Ein einzelnes Teilchen mit Wellencharakteristik

Answer

Ein einzelnes Teilchen ohne Wellencharakteristik

Answer

Eine Welle ohne Teilcheneigenschaften

Answer

Eine sich bewegende elektrische Ladung

Question 8

Welche Formel beschreibt die de Broglie-Wellenlänge eines Teilchens?

Accepted Answer

λ = h / p

Answer

λ = p / h

Answer

λ = E / h

Answer

λ = h / E

Question 9

Wie lautet die Unschärferelation von Heisenberg?

Accepted Answer

ΔxΔp ≥ h / 4π

Answer

ΔtΔE ≥ h / 4π

Answer

ΔxΔt ≥ h / 4π

Answer

ΔpΔE ≥ h / 4π

Question 10

Welche Aussage über den Wellen-Teilchen-Dualismus ist falsch?

Accepted Answer

Licht verhält sich immer wie eine Welle.

Answer

Elektronen können den Doppelspaltexperiment passieren.

Answer

Der Wellen-Teilchen-Dualismus ist ein grundlegendes Konzept der Quantenmechanik.

Answer

Photonen haben sowohl Energie als auch Impuls.

Question 11

Welches Experiment lieferte den ersten experimentellen Nachweis für den Wellen-Teilchen-Dualismus von Licht?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment mit Licht

Answer

Stern-Gerlach-Experiment

Answer

Davisson-Germer-Experiment

Answer

Compton-Effekt

Question 12

Welche Gleichung beschreibt die de-Broglie-Wellenlänge eines Teilchens?

Accepted Answer

λ = h/p

Answer

λ = p/h

Answer

λ = E/p

Answer

λ = p/E

Question 13

Welches Phänomen zeigt die Interferenz von Elektronenwellen?

Accepted Answer

Beugung

Answer

Reflexion

Answer

Transmission

Answer

Absorption

Question 14

Welche Eigenschaft wird durch den Wellen-Teilchen-Dualismus nicht beschrieben?

Accepted Answer

Determinismus

Answer

Superposition

Answer

Quantisierung

Answer

Teilchen-Wellen-Konvertierung

Question 15

Welches Experiment lieferte den ersten experimentellen Nachweis für die Wellennatur von Teilchen?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Röntgenbeugung

Answer

Compton-Effekt

Answer

Photoelektrischer Effekt

Question 16

Welche Aussage beschreibt das Verhalten von Licht im Kontext des Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Es zeigt sowohl Welleneigenschaften (Interferenz, Beugung) als auch Teilcheneigenschaften (photoelektrischer Effekt).

Answer

Es verhält sich ausschließlich wie eine Welle.

Answer

Es verhält sich ausschließlich wie ein Teilchen.

Question 17

Welche Eigenschaft von Elektronen verdeutlicht ihren Teilchencharakter?

Accepted Answer

Ihre Ruhemasse

Answer

Ihre Wellenlänge

Answer

Ihre Interferenzfähigkeit

Answer

Ihre Beugungsfähigkeit

Question 18

Was beschreibt die De-Broglie-Wellenlänge?

Accepted Answer

Die Wellenlänge, die mit einem sich bewegenden Teilchen verbunden ist.

Answer

Die Entfernung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wellenbergen

Answer

Die Wellenlänge, die mit einem Photon verbunden ist

Question 19

Welches Gerät wird verwendet, um die Interferenz von Elektronen zu beobachten?

Accepted Answer

Elektronenmikroskop

Answer

Mikroskop

Answer

Teleskop

Question 20

Welches Phänomen verdeutlicht die gleichzeitige Existenz von Elektronen als Wellen und Teilchen?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Röntgenbeugung

Answer

Compton-Effekt

Answer

Photoelektrischer Effekt

Question 21

Welche Aussage beschreibt den probabilistischen Charakter des Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Die Wahrscheinlichkeit, ein Elektron an einem bestimmten Ort zu finden, wird durch seine Wellenfunktion bestimmt.

Answer

Elektronen haben immer eine bestimmte Position und einen bestimmten Impuls.

Question 22

Welche Konsequenz hat der Wellen-Teilchen-Dualismus für unser Verständnis der Natur?

Accepted Answer

Die Natur besitzt sowohl Wellen- als auch Teilchencharakter.

Answer

Die Natur ist ausschließlich Teilchenartig.

Answer

Die Natur ist ausschließlich Wellenartig.

Question 23

Welche Aussage über den Wellen-Teilchen-Dualismus ist zutreffend?

Accepted Answer

Er gilt für alle Materieteilchen, unabhängig von ihrer Masse.

Answer

Er gilt nur für sehr kleine Teilchen wie Elektronen.

Answer

Er gilt nur für sehr große Teilchen wie Atome.

Question 24

Welches Experiment lieferte die ersten eindeutigen experimentellen Hinweise auf den Wellencharakter von Elektronen?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Röntgenbeugung

Question 25

Welche Aussage beschreibt den Teilchencharakter von Licht am treffendsten?

Accepted Answer

Licht kann in einzelnen, unteilbaren Energiepaketen, den Photonen, emittiert und absorbiert werden.

Answer

Licht hat eine Wellenlänge und eine Frequenz.

Answer

Licht breitet sich als elektromagnetische Welle aus.

Question 26

Was beschreibt die de-Broglie-Wellenlänge?

Accepted Answer

Die Wellenlänge, die mit einem Teilchen mit einem bestimmten Impuls verknüpft ist.

Answer

Die Wellenlänge, die mit einem Photon einer bestimmten Frequenz verknüpft ist.

Answer

Die Entfernung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Maxima eines Interferenzmusters.

Question 27

Welche der folgenden Aussagen ist eine direkte Konsequenz des Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Die Heisenberg'sche Unschärferelation

Answer

Das Gravitationsgesetz

Answer

Das Erhaltungsgesetz von Impuls

Answer

Das ohmsche Gesetz

Question 28

Welche Anwendung des Wellen-Teilchen-Dualismus findet sich in der Elektronenmikroskopie?

Accepted Answer

Die de-Broglie-Wellenlänge von Elektronen wird genutzt, um Objekte mit sehr hoher Auflösung abzubilden.

Answer

Die Lichtwellen von Lasern werden genutzt, um Oberflächenstrukturen zu untersuchen.

Answer

Die Teilcheneigenschaften von Elektronen werden genutzt, um chemische Elemente zu identifizieren.

Question 29

Welche Aussage beschreibt die komplementäre Natur des Wellen-Teilchen-Dualismus am besten?

Accepted Answer

Objekte können sich je nach experimenteller Anordnung sowohl wie Wellen als auch wie Teilchen verhalten.

Answer

Wellen und Teilchen sind vollständig unterschiedliche Phänomene.

Question 30

Welche der folgenden Gleichungen gibt die Energie eines Photons an?

Accepted Answer

E = hf

Answer

E = mc²

Answer

E = kBT

Answer

E = ½mv²

Question 31

Welche der folgenden Behauptungen über den Wellen-Teilchen-Dualismus ist zutreffend?

Accepted Answer

Er ist ein grundlegendes Konzept der modernen Physik.

Answer

Er gilt nur für sichtbares Licht.

Answer

Er wurde von Isaac Newton entdeckt.

Question 32

Welche Gleichung beschreibt die Beziehung zwischen der de-Broglie-Wellenlänge (λ) eines Teilchens und seinem Impuls (p)?

Accepted Answer

λ = h/p

Answer

p = h/λ

Answer

p = λ/h

Answer

λ = p/h

Question 33

Wie beeinflusst der Wellen-Teilchen-Dualismus unser Verständnis der Welt?

Accepted Answer

Er verwischt die scharfe Trennung zwischen klassischer und quantenmechanischer Beschreibung der Welt.

Answer

Er macht die Welt völlig unberechenbar und chaotisch.

Answer

Er bestätigt die Gültigkeit der Newtonschen Physik für alle Phänomene.

Question 34

In welchem Experiment wird ein Elektronenstrahl an einem Kristall gebeugt?

Accepted Answer

Das Davisson-Germer-Experiment.

Answer

Das Franck-Hertz-Experiment.

Answer

Das Stern-Gerlach-Experiment.

Answer

Das Doppelspaltexperiment mit Elektronen.

Question 35

Welche Art von Wellenfunktion beschreibt den Zustand eines lokalisierten Teilchens?

Accepted Answer

Eine lokalisierte Wellenfunktion.

Answer

Eine stehende Welle.

Answer

Eine ausgedehnte Wellenfunktion.

Answer

Eine wandernde Welle.

Question 36

Welcher Operator in der Quantenmechanik entspricht dem Impuls?

Accepted Answer

-iħd/dx

Answer

-id/dx

Answer

ħd/dx

Answer

id/dx

Question 37

Was beschreibt das Prinzip der Komplementarität im Kontext des Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Die Welleneigenschaften eines Objekts können nicht gleichzeitig mit seinen Teilcheneigenschaften beobachtet werden.

Answer

Die Welleneigenschaften eines Objekts sind identisch mit seinen Teilcheneigenschaften.

Question 38

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

Accepted Answer

Das Doppelspaltexperiment.

Answer

Das Michelson-Morley-Experiment.

Answer

Der Compton-Effekt.

Answer

Das Stern-Gerlach-Experiment.

Question 39

Was besagt der Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Licht und Materie können sowohl als Wellen als auch als Teilchen existieren.

Answer

Nur Licht besitzt Wellen- und Teilcheneigenschaften.

Answer

Nur Materie besitzt Wellen- und Teilcheneigenschaften.

Question 40

Was ist die De-Broglie-Wellenlänge eines Teilchens?

Accepted Answer

Die theoretische Wellenlänge, die einem Teilchen aufgrund seines Impulses zugeordnet werden kann.

Answer

Die Entfernung zwischen zwei Interferenzmaxima im Doppelspaltexperiment.

Answer

Die Energie eines Photons.

Answer

Die Masse eines Elektrons.

Question 41

In welcher Anwendung des Wellen-Teilchen-Dualismus wird die De-Broglie-Wellenlänge genutzt?

Accepted Answer

Elektronenmikroskopie: Zur Auflösung feiner Strukturen

Answer

Lasertechnik: Zur Erzeugung hochintensiven Lichts

Answer

Lichtbrechung: Zur Messung der Lichtgeschwindigkeit

Question 42

Welche Aussage ist eine korrekte Implikation des Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Das Messen einer Teilcheneigenschaft kann ihre Welleneigenschaften beeinflussen.

Answer

Die Energie eines Teilchens ist immer größer als seine Wellenenergie.

Answer

Die Geschwindigkeit eines Teilchens ist immer konstant.

Question 43

Welches Phänomen zeigt die Beugung von Elektronen wie bei Wellen?

Accepted Answer

Elektronenbeugung

Answer

Röntgenbeugung

Answer

Compton-Effekt

Answer

Photoelektrischer Effekt

Question 44

Wie lautet eine korrekte Aussage zur Heisenbergschen Unschärferelation?

Accepted Answer

Die präzise Messung einer Eigenschaft eines Teilchens schließt die gleichzeitige präzise Messung einer anderen Eigenschaft aus.

Answer

Die Energie eines Teilchens kann beliebig genau gemessen werden.

Question 45

Wie hat der Wellen-Teilchen-Dualismus unsere Sicht auf die Natur verändert?

Accepted Answer

Er hat gezeigt, dass die Welt sowohl klassische als auch quantenhafte Aspekte besitzt.

Answer

Er hat bewiesen, dass die klassische Physik falsch ist.

Answer

Er hat gezeigt, dass die Natur nur aus Wellen besteht.

Question 46

Welches Experiment demonstrierte erstmals den Wellencharakter von Elektronen?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment mit Elektronen

Answer

Franck-Hertz-Experiment

Answer

Compton-Effekt

Answer

Photoelektrischer Effekt

Question 47

Was beschreibt den Quantencharakter von Licht?

Accepted Answer

Licht wird in diskreten Energiepaketen (Photonen) emittiert und absorbiert.

Answer

Licht ist nur bei hohen Intensitäten ein Teilchen.

Answer

Licht ist immer eine Welle.

Question 48

Was ist die physikalische Bedeutung der De-Broglie-Wellenlänge?

Accepted Answer

Sie ist die Wellenlänge, die mit einem sich bewegenden Teilchen verbunden ist.

Answer

Sie ist die Teilchenlänge eines Photons.

Answer

Sie ist die Wellenlänge einer elektromagnetischen Welle.

Question 49

Was besagt das Unschärfeprinzip von Heisenberg?

Accepted Answer

Es existiert eine grundlegende Grenze für die gleichzeitige Messung von Impuls und Position eines Teilchens.

Answer

Die Wellen-Teilchen-Dualität ist nur eine scheinbare Eigenschaft.

Question 50

Welche der folgenden Aussagen über den Wellen-Teilchen-Dualismus ist **falsch**?

Accepted Answer

Licht verhält sich **immer** wie ein Teilchen.

Answer

Die Wellen-Teilchen-Dualität ist ein **zentrales Konzept** der Quantenphysik.

Answer

Das Verhalten von Licht und Materie kann je nach **Versuchsaufbau** unterschiedlich sein.

Answer

Elektronen zeigen sowohl **Wellen- als auch Teilcheneigenschaften**.

Question 51

Welches der folgenden Experimente **widerlegt** die klassische Wellenoptik?

Accepted Answer

Compton-Effekt

Answer

Polarisation von Licht

Answer

Interferenz von Licht

Answer

Beugung von Licht

Question 52

Welche der folgenden Aussagen beschreibt eine **Konsequenz** des Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Elektronen können durch einen Doppelspalt gehen, **ohne einen bestimmten Punkt auf dem Schirm zu treffen**.

Answer

Licht wird immer in **geraden Linien gebrochen**.

Answer

Objekte können sich **schneller als das Licht bewegen**.

Question 53

Welches der folgenden Modelle beschreibt das Verhalten von Licht und Materie im Rahmen des Wellen-Teilchen-Dualismus **am besten**?

Accepted Answer

Quantenmechanik

Answer

Relativitätstheorie

Answer

Elektromagnetische Theorie

Answer

Klassische Mechanik

Question 54

Welche der folgenden Aussagen beschreibt den **Teilchencharakter** von Licht korrekt?

Accepted Answer

Licht kann **Elektronen aus Metallen herausschlagen** (photoelektrischer Effekt).

Answer

Licht kann **gebeugt und reflektiert werden**.

Answer

Licht kann **interferieren**.

Question 55

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die **de Broglie-Wellenlänge** eines Teilchens?

Accepted Answer

λ = h/p

Answer

F = ma

Answer

E = mc²

Answer

KE = ½ mv²

Question 56

Welche der folgenden Aussagen trifft auf die **Wellenfunktion** eines Teilchens zu?

Accepted Answer

Sie gibt die **Wahrscheinlichkeitsamplitude** dafür an, das Teilchen an einem bestimmten Ort zu finden.

Answer

Sie ist **immer eine positive Größe**.

Answer

Sie beschreibt die **Energie** des Teilchens.

Question 57

Welche der folgenden Theorien **vereinheitlicht** die Wellen- und Teilchennatur von Licht?

Accepted Answer

Quantenelektrodynamik (QED)

Answer

Elektromagnetismus

Answer

Newtonsche Mechanik

Answer

Spezielle Relativitätstheorie

Question 58

Welche der folgenden Größen ist mit dem **Wellencharakter** von Materie verbunden?

Accepted Answer

Wellenlänge

Answer

Impuls

Answer

Masse

Answer

Ladung

Question 59

Welche der folgenden Aussagen über die **Interferenz von Elektronen** ist richtig?

Accepted Answer

Elektronen können **wie Lichtwellen interferieren**.

Answer

Die Interferenz von Elektronen wurde **nie experimentell nachgewiesen**.

Answer

Nur **Photonen können interferieren**.

Answer

Interferenz ist ein Phänomen, das **nur für Makroobjekte gilt**.

Question 60

Welche der folgenden Aussagen über den Compton-Effekt ist falsch?

Accepted Answer

Die Wellenlänge der gestreuten Photonen ist immer kürzer als die Wellenlänge der einfallenden Photonen.

Answer

Der Compton-Effekt ist ein Beweis für den Teilchencharakter von Licht.