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Version vom 13. Oktober 2021, 18:16 Uhr
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Zwei schwingende Wagen
Wenn die Wagen schwingen haben sie zu unterschiedlichen Phasen der Schwingung unterschiedlich viel Impuls. Der Impuls nach rechts soll als positiv gewertet werden.
Ebenso ändert sich die Energiemenge in der Feder und in den Wagen.
- Ergänze in der Tabelle qualitativ die Angaben von Impuls und Energie.
| Phase | Bild | Impuls | Energie | ||
|---|---|---|---|---|---|
| links | rechts | Feder | Kugeln | ||
| [math]t=0\,\rm s[/math] Ruhelage |
|
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| [math]t=\frac{1}{4} \, T [/math] innere Umkehrpunkte |
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| [math]t=\frac{1}{2}\, T \,\rm s[/math] Ruhelage |
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| [math]t=\frac{3}{4}\, T [/math] äußere Umkehrpunkte |
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| [math]t=T [/math] Ruhelage |
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Wasserstoffmolekül
Ein H2-Molekül kann man idealisiert als zwei, mit einer Feder verbundene, Körper auffassen. (So wie hier.) Durch eine Messung regt man das Molekül zum Schwingen an und bestimmt die Frequenz der Schwingung zu 9,2 1011 Hz.
Bestimmen sie die "Federkonstante" der gedachten Feder zwischen den Molekülen. Wieviel Energie steckt im Molekül, wenn beide Atome mit einer Amplitude von 10-10m schwingen?
(Fehlende Angaben entnehmen sie dem Buch oder dem www.)
Molekül-Spektroskopie
Bei der TransmissionsSpektroskopie bestrahlt man ein Gas oder einen anderen Stoff mit einer elektromagnetischen Welle und führt ihm so Energie mit einer bestimmten Frequenz zu. Auf der anderen Seite wird gemessen, wieviel Energie noch ankommt. Die fehlende Energie ist absorbiert oder in eine andere Richtung abgestrahlt worden.
- Bei großen oder langen Molekülen findet man viele Frequenzen, bei denen die Energie nicht auf der anderen Seite ankommt. Bei einem Molekül wie Kohlenmonoxid (CO) nur eine [1]. Wie kann man das erklären?
- Bei Kohlenmonoxid misst man eine Absorption bei der Frequenz [math]f=6{,}5\cdot 10^{13}\,\rm Hz[/math]. Als Modell für das Molekül kann man vereinfachend zwei punktförmige Massen annehmen, die mit einer masselosen Feder verbunden sind. (So wie hier.)
- Bestimmen Sie die "Federkonstante" des Moleküls.
- (Fehlende Angaben finden Sie in Physik- oder Chemiebüchern oder im www.)
Fußnoten
- ↑ Das ist etwas vereinfacht, aber es gibt wesentlich weniger Absorptionsfrequenzen.
