Wasserstoffatom: Interaktive Lernquizze für Physik für Elektrotechniker

Question 1

Welche Quantenzahl beschreibt die räumliche Ausrichtung eines Orbitals?

Accepted Answer

Magnetische Quantenzahl (ml)

Answer

Hauptquantenzahl (n)

Answer

Nebenquantenzahl (l)

Answer

Spinquantenzahl (ms)

Question 2

Welche Aussage über das Bohrsche Atommodell ist falsch?

Accepted Answer

Das Atommodell kann alle Eigenschaften des Wasserstoffatoms erklären.

Answer

Elektronen kreisen auf festen Kreisbahnen um den Kern.

Answer

Die Energiezustände der Elektronen sind quantisiert.

Answer

Licht wird emittiert oder absorbiert, wenn Elektronen zwischen Energiezuständen wechseln.

Question 3

Welches der folgenden Spektren ist ein Atomspektrum?

Accepted Answer

Emissionsspektrum einer Wasserstofflampe

Answer

Absorptionsspektrum von Chlorophyll

Answer

Massenspektrum von Wasser

Answer

Röntgenspektrum von Aluminium

Question 4

Welche Aussage über die Wellen-Teilchen-Dualität des Elektrons ist korrekt?

Accepted Answer

Elektronen verhalten sich je nach Experiment entweder wie Teilchen oder wie Wellen.

Answer

Elektronen verhalten sich nur wie Teilchen.

Answer

Elektronen verhalten sich nur wie Wellen.

Answer

Elektronen verhalten sich immer wie Wellen und Teilchen gleichzeitig.

Question 5

Welche Beobachtung stützt die Annahme, dass Elektronen Teilchen sind?

Accepted Answer

Elektronen können auf einer Detektorplatte diskrete Punkte erzeugen.

Answer

Elektronen können gebeugt werden, wenn sie auf einen Spalt treffen.

Answer

Elektronen können Licht emittieren.

Answer

Elektronen können durch elektrische Felder abgelenkt werden.

Question 6

Welche Aussage über die Energie des Wasserstoffatoms im Grundzustand ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist negativ.

Answer

Sie ist positiv.

Answer

Sie ist null.

Answer

Sie ist unendlich.

Question 7

Welches der folgenden Energieniveaus des Wasserstoffatoms besitzt die niedrigste Energie?

Accepted Answer

n = 1

Answer

n = 2

Answer

n = 3

Answer

n = ∞

Question 8

Welcher der folgenden Übergänge im Wasserstoffatom emittiert ein Photon mit der höchsten Energie?

Accepted Answer

n = 6 -> n = 2

Answer

n = 3 -> n = 2

Answer

n = 4 -> n = 2

Answer

n = 5 -> n = 2

Question 9

Welche der folgenden Methoden kann **nicht** verwendet werden, um die Energieniveaus des Wasserstoffatoms experimentell zu bestimmen?

Accepted Answer

Massenspektrometrie

Answer

Frank-Hertz-Versuch

Answer

Röntgenspektroskopie

Answer

Kernresonanzspektroskopie

Question 10

Welche der folgenden Aussagen über das Wasserstoffatom ist historisch **nicht** korrekt?

Accepted Answer

Es war das erste Atom, das in einem Teilchenbeschleuniger erzeugt wurde

Answer

Es war das erste Atom, das von Bohr modelliert wurde

Answer

Es war das erste Atom, für das die Wellenfunktion berechnet wurde

Answer

Es war das erste Atom, das experimentell nachgewiesen wurde

Question 11

Welche der aufgeführten Wellenfunktionen beschreibt den Grundzustand des Wasserstoffatoms?

Accepted Answer

Ψ₁₀₀

Answer

Ψ₂₁₁

Answer

Ψ₃₂₁

Answer

Ψ₃₂₂

Question 12

Wie lautet die Formel für die Rydberg-Konstante?

Accepted Answer

R = 2π²·m / (h²·k²)

Answer

R = 1 / (m·v²·k²)

Answer

R = m·v³ / (h²·k)

Answer

R = 4π²·m / (h²·k³)

Question 13

Welcher Prozess führt zur Emission eines Photons durch ein Wasserstoffatom?

Accepted Answer

Ein Elektron wechselt von einem höheren zu einem niedrigeren Energieniveau.

Answer

Ein Elektron wechselt von einem niedrigeren zu einem höheren Energieniveau.

Answer

Ein Proton und ein Elektron rekombinieren zu einem Wasserstoffatom.

Answer

Das Wasserstoffatom absorbiert ein Photon.

Question 14

Was ist der Bohr-Radius?

Accepted Answer

Der Abstand zwischen dem Atomkern und dem Elektron im Grundzustand.

Answer

Der Abstand zwischen dem Atomkern und dem äußeren Elektron in einem angeregten Zustand.

Answer

Der Durchmesser des Wasserstoffatoms.

Answer

Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Energieniveaus.

Question 15

Welche der folgenden Quantenzahlen beschreibt die Orientierung des Drehimpulses eines Elektrons?

Accepted Answer

m

Answer

l

Answer

n

Answer

s

Question 16

Welcher der folgenden Effekte ist auf die Wellen-Teilchen-Dualität des Elektrons zurückzuführen?

Accepted Answer

Der photoelektrische Effekt

Answer

Der Compton-Effekt

Answer

Der Raman-Effekt

Answer

Der Zeeman-Effekt

Question 17

Was besagt das Pauli-Exklusionsprinzip?

Accepted Answer

Kein Atom kann zwei Elektronen mit demselben vollständigen Satz von Quantenzahlen enthalten.

Answer

Ein Atom kann zwei Elektronen mit demselben vollständigen Satz von Quantenzahlen enthalten, wenn ihre Spins entgegengesetzt sind.

Answer

Ein Atom kann eine beliebige Anzahl von Elektronen mit demselben vollständigen Satz von Quantenzahlen enthalten.

Answer

Ein Atom kann nur zwei Elektronen mit demselben vollständigen Satz von Quantenzahlen enthalten.

Question 18

Welcher Prozess führt zur Anregung eines Wasserstoffatoms?

Accepted Answer

Absorption eines Photons

Answer

Emission eines Photons

Answer

Stoß mit einem anderen Atom

Answer

Zerfall eines Neutrons

Question 19

Wie lässt sich anhand der Wellenfunktion eines Elektrons im Wasserstoffatom die Wahrscheinlichkeit berechnen, das Elektron an einem bestimmten Ort anzutreffen?

Accepted Answer

Das Quadrat des Betrags der Wellenfunktion an einem bestimmten Ort ergibt die Wahrscheinlichkeit, das Elektron dort zu finden.

Answer

Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit ist umgekehrt proportional zur Wellenfunktion.

Answer

Die Wellenfunktion muss überall im Atom positive Werte annehmen.

Answer

Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Elektrons ist an allen Orten im Atom gleich.

Question 20

Welche Aussage über das Wasserstoffatom ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Das Wasserstoffatom verfügt nur über einen möglichen Elektronenzustand.

Answer

Das Wasserstoffatom besitzt eine kugelsymmetrische Struktur.

Answer

Das Wasserstoffatom ist das leichteste Element des Periodensystems.

Question 21

Welche Quantenzahl beschreibt den Drehimpuls des Elektrons im Wasserstoffatom?

Accepted Answer

l

Answer

n

Answer

s

Answer

m

Question 22

Welcher der folgenden Übergänge zwischen Energieniveaus des Wasserstoffatoms führt zur Emission eines Photons mit der höchsten Energie?

Accepted Answer

n = 3 → n = 1

Answer

n = 3 → n = 2

Answer

n = 2 → n = 1

Answer

n = 4 → n = 2

Question 23

Welche Aussage über die Rydberg-Konstante ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist eine grundlegende Naturkonstante.

Answer

Sie ist atomspezifisch.

Answer

Sie ist negativ.

Answer

Sie hängt vom Drehimpuls des Elektrons ab.

Question 24

Welche Gleichung beschreibt die Energie eines Elektrons im Wasserstoffatom?

Accepted Answer

E = -13,6 eV / n²

Answer

E = 13,6 eV / n

Answer

E = -13,6 eV * n²

Question 25

Welche der folgenden Aussagen über die Elektronenkonfiguration des Wasserstoffatoms ist korrekt?

Accepted Answer

Es besitzt ein Elektron in der ersten Schale.

Answer

Es besitzt drei Elektronen in der zweiten Schale.

Answer

Es besitzt zwei Elektronen in der dritten Schale.

Answer

Es besitzt keine Elektronen.

Question 26

Welche der folgenden Größen ist ein quantisierter Wert im Wasserstoffatom?

Accepted Answer

Energie

Answer

Ort

Answer

Geschwindigkeit

Answer

Masse

Question 27

Wie sind die Energieniveaus des Wasserstoffatoms beschaffen?

Accepted Answer

Sie sind diskret und nehmen mit höherer Hauptquantenzahl zu.

Answer

Sie sind kontinuierlich und nehmen mit höherer Hauptquantenzahl ab.

Answer

Sie sind diskret und nehmen mit niedrigerer Hauptquantenzahl zu.

Question 28

Was ist das zentrale Konzept des Bohrschen Atommodells?

Accepted Answer

Elektronen kreisen auf festen Bahnen um den Kern.

Answer

Elektronen bewegen sich in einem Kontinuum um den Kern.

Question 29

Welche Erkenntnis lieferte der Franck-Hertz-Versuch?

Accepted Answer

Die Energieniveaus des Wasserstoffatoms sind quantisiert.

Answer

Die Energieniveaus des Wasserstoffatoms sind kontinuierlich.

Answer

Elektronen kreisen auf festen Bahnen um den Kern.

Question 30

Was beschreibt die Rydberg-Formel?

Accepted Answer

Wellenlänge des vom Wasserstoffatom emittierten Lichts.

Answer

Frequenz des vom Wasserstoffatom emittierten Lichts.

Answer

Energie des vom Wasserstoffatom emittierten Lichts.

Question 31

Welche Schlussfolgerung ergab sich aus dem Stern-Gerlach-Experiment?

Accepted Answer

Elektronen besitzen einen intrinsischen Drehimpuls.

Answer

Protonen besitzen einen intrinsischen Drehimpuls.

Answer

Elektronen besitzen keinen intrinsischen Drehimpuls.

Question 32

Was ist der Tunneleffekt?

Accepted Answer

Teilchen können Potentialbarrieren durchdringen, obwohl sie weniger Energie haben als die Barrierehöhe.

Answer

Teilchen können Potentialbarrieren nur durchdringen, wenn sie mehr Energie haben als die Barrierehöhe.

Question 33

Was ist die Wasserstoffbrückenbindung?

Accepted Answer

Eine schwache Anziehungskraft zwischen einem Wasserstoffatom und einem elektronegativen Atom.

Answer

Eine starke Anziehungskraft zwischen zwei Wasserstoffatomen.

Answer

Eine Anziehungskraft zwischen einem Wasserstoffatom und einem Metallion.

Question 34

Welcher der folgenden Quantenzustände beschreibt den Grundzustand des Wasserstoffatoms?

Accepted Answer

n = 1, l = 0, m = 0, s = +1/2

Answer

n = 3, l = 2, m = 0, s = +1/2

Answer

n = 2, l = 1, m = 0, s = +1/2

Answer

n = 4, l = 3, m = 0, s = +1/2

Question 35

Welcher der folgenden Prozesse führt zur Emission eines Photons im Wasserstoffatom?

Accepted Answer

Übergang von einem höheren zu einem niedrigeren Energiezustand

Answer

Stoß mit einem anderen Atom

Answer

Absorption eines Photons

Answer

Kernfusion

Question 36

Welcher der folgenden Werte für den Drehimpuls des Elektrons im Wasserstoffatom ist nicht erlaubt?

Accepted Answer

1,5 ħ

Answer

1 ħ

Answer

2 ħ

Answer

0 ħ

Question 37

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die Energie eines Elektrons im n-ten Energieniveau des Wasserstoffatoms?

Accepted Answer

E = -13,6 eV / n²

Answer

E = -13,6 eV * n

Answer

E = -13,6 eV / n

Answer

E = -13,6 eV * n²

Question 38

Welche Quantenzahl beschreibt die räumliche Orientierung eines Elektrons im Wasserstoffatom?

Accepted Answer

l

Answer

m

Answer

s

Answer

n

Question 39

Welche der folgenden Aussagen über das Wasserstoffatom ist korrekt?

Accepted Answer

Das Wasserstoffatom hat eine effektive Kernladung von 1.

Answer

Das Wasserstoffatom hat eine effektive Kernladung von 0.

Answer

Das Wasserstoffatom hat eine effektive Kernladung von 3.

Answer

Das Wasserstoffatom hat eine effektive Kernladung von 2.

Question 40

Welche der folgenden Übergänge im Wasserstoffatom ist ein erlaubter Übergang nach den Auswahlregeln?

Accepted Answer

n = 3 → n = 2

Answer

n = 4 → n = 1

Answer

n = 2 → n = 4

Answer

n = 1 → n = 3

Question 41

Welche der folgenden Aussagen über das Bohrsche Atommodell ist korrekt?

Accepted Answer

Das Atommodell erklärt das Linienspektrum des Wasserstoffatoms.

Answer

Die Elektronen bewegen sich auf elliptischen Bahnen um den Kern.

Answer

Die Energie der Elektronen ist unendlich.

Question 42

Welche der folgenden Aussagen über den Spin eines Elektrons im Wasserstoffatom ist korrekt?

Accepted Answer

Das Elektron besitzt einen Spin von 1/2.

Answer

Der Spin des Elektrons ist von der Hauptquantenzahl abhängig.

Answer

Das Elektron besitzt einen Spin von 0.

Answer

Das Elektron besitzt einen Spin von 1.

Question 43

Welcher der folgenden Termsymbole beschreibt den Grundzustand des Wasserstoffatoms?

Accepted Answer

¹²S

Answer

³²D

Answer

⁴²F

Answer

²²P

Question 44

Welche der folgenden Aussagen über die Energieeigenwerte des Wasserstoffatoms ist richtig?

Accepted Answer

Sie sind negativ und umgekehrt proportional zum Quadrat der Hauptquantenzahl n.

Answer

Sie sind unabhängig von der Hauptquantenzahl n.

Answer

Sie sind positiv und proportional zur Hauptquantenzahl n.

Question 45

Was ist der Wert der Rydberg-Konstante für das Wasserstoffatom?

Accepted Answer

1,0973731 × 10⁷ m⁻¹

Answer

9,1093837 × 10⁻³¹ kg

Answer

6,6260701 × 10⁻³⁴ J s

Question 46

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Struktur des Wasserstoffatoms korrekt?

Accepted Answer

Es besteht aus einem Proton im Kern und einem Elektron, das den Kern umkreist.

Answer

Es besteht aus einem Proton und einem Neutron im Kern und zwei Elektronen, die den Kern umkreisen.

Answer

Es besteht aus einem Proton und einem Neutron im Kern und einem Elektron, das den Kern umkreist.

Answer

Es besteht aus einem Proton im Kern und zwei Elektronen, die den Kern umkreisen.

Question 47

Welcher Prozess ist für die Emission eines Photons durch ein Wasserstoffatom verantwortlich?

Accepted Answer

Übergang eines Elektrons von einem höheren auf ein niedrigeres Energieniveau

Answer

Absorption eines Photons

Answer

Übergang eines Elektrons von einem niedrigeren auf ein höheres Energieniveau

Question 48

Welcher der folgenden Faktoren ist nicht an der Bestimmung des Spektrums des Wasserstoffatoms beteiligt?

Accepted Answer

Kernmasse

Answer

Ladung des Kerns

Answer

Plancksche Konstante

Answer

Elektronenmasse

Question 49

Welche der folgenden Aussagen über die Energieniveaus des Wasserstoffatoms ist korrekt?

Accepted Answer

Die Energieniveaus sind diskret und nehmen mit zunehmender Hauptquantenzahl zu.

Answer

Die Energieniveaus sind zwar diskret, nehmen aber mit zunehmender Hauptquantenzahl nicht zu.

Answer

Die Energieniveaus sind kontinuierlich und nehmen mit zunehmender Hauptquantenzahl ab.

Question 50

Welche der folgenden Aussagen über die Wellenfunktion des Wasserstoffatoms ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Die Wellenfunktion ist eine reelle Funktion.

Answer

Die Wellenfunktion beschreibt die Wahrscheinlichkeit, ein Elektron an einem bestimmten Ort zu finden.

Answer

Die Wellenfunktion ist für jedes Energieniveau des Atoms eindeutig.

Answer

Die Wellenfunktion ist außerhalb des Kerns immer null.

Question 51

Welche der folgenden Aussagen beschreibt **nicht** den Grundzustand des Elektrons im Wasserstoffatom?

Accepted Answer

n = 3

Answer

l = 0

Answer

ms = -1/2

Answer

ml = 0

Question 52

Welche der folgenden Aussagen über die Rydberg-Konstante ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist eine universelle Konstante, die die Frequenz des Lichts beschreibt, das emittiert wird, wenn ein Elektron von einem höheren Energieniveau auf ein niedrigeres Energieniveau im Wasserstoffatom übergeht.

Answer

Sie ist nur für das Wasserstoffatom gültig.

Question 53

Welches Experiment hat die Existenz von Energieniveaus im Wasserstoffatom bewiesen?

Accepted Answer

Das Wasserstofflinien-Spektrum-Experiment

Answer

Das Doppelspaltexperiment

Answer

Das Stern-Gerlach-Experiment

Answer

Das Michelson-Morley-Experiment

Question 54

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die **Hauptquantenzahl** (n) im Wasserstoffatom?

Accepted Answer

Sie gibt die Energie des Elektrons an.

Answer

Sie gibt den Drehimpuls des Elektrons an.

Answer

Sie gibt die Form des Atomorbitals an.

Answer

Sie gibt die Spinquantenzahl des Elektrons an.

Question 55

Welche Wellenfunktion beschreibt das Grundzustandselektron im Wasserstoffatom?

Accepted Answer

1s

Answer

2s

Answer

2p

Answer

3s

Question 56

Wie lautet die **Bohrsche Formel** für die Energieniveaus im Wasserstoffatom?

Accepted Answer

E_n = -13,6 eV / n^2

Answer

E_n = -13,6 eV * n^2

Answer

E_n = -13,6 eV * (n+1)^2

Answer

E_n = -13,6 eV / (n+1)^2

Question 57

Was ist die **Wahrscheinlichkeit**, ein Elektron im Wasserstoffatom im Kern zu finden?

Accepted Answer

Sehr gering

Answer

50%

Answer

Abhängig vom Energieniveau des Elektrons.

Answer

100%

Question 58

Welches **Quantenzahlen-Set** beschreibt das 2p-Orbital im Wasserstoffatom?

Accepted Answer

n=2, l=1, m_l=-1, m_s=-1/2

Answer

n=3, l=1, m_l=0, m_s=-1/2

Answer

n=2, l=0, m_l=0, m_s=-1/2

Question 59

Welche der folgenden Aussagen ist **falsch** hinsichtlich der Anwendung des Wasserstoffatoms in der Quantenphysik?

Accepted Answer

Das Wasserstoffatom ist ein komplexes System, das sich nicht mit den Prinzipien der Quantenmechanik erklären lässt.

Answer

Das Wasserstoffatom ist das einfachste Atomsystem und dient als Ausgangspunkt für das Verständnis komplexerer Atome.

Question 60

Welche **physikalische Größe** wird durch die **Wellenfunktion** des Wasserstoffatoms beschrieben?

Accepted Answer

Die Wahrscheinlichkeitsdichte, ein Elektron an einem bestimmten Ort zu finden.

Answer

Die Geschwindigkeit des Elektrons.

Answer

Die Energie des Elektrons.