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Übungen: Modell bewegter Elektronen in Metallen

Die Elektronen sind langsamer als eine Schnecke – trotzdem leuchtet die Lampe sofort.

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Übungsaufgaben

Alle Übungen fortlaufend nummeriert — zuerst die interaktiven Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln, danach die Rechen- und Textaufgaben. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Metall im Modell
AFB I

Welche Aussagen über das Modell bewegter Elektronen in Metallen stimmen?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Die Elektronen driften nur etwa 0,1 mm je Sekunde, die Atomrümpfe sitzen fest, und die Lampe leuchtet sofort, weil alle Elektronen gleichzeitig starten.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen über Elektronen in Metallen.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Langsame Elektronen, blitzschnelles Startsignal – und nur Metalle haben freie Elektronen.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Ein Metall besteht aus festen positiven und frei beweglichen mit ihrer Wimmelbewegung; erst die Quelle fügt eine langsame hinzu – und die Lampe leuchtet trotzdem .

Lichtgeschwindigkeit passt nicht, denn so schnell ist nur das Startsignal, nicht die Elektronen selbst.
A4
Ohne Quelle, mit Quelle, Nichtleiter
AFB I

Sortiere jede Aussage danach, für welchen Fall sie gilt.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Metall ohne Quelle
2Metall mit Quelle
3Nichtleiter
Das Gewimmel gibt es immer, die gerichtete Drift nur mit Quelle, und im Nichtleiter fehlen freie Elektronen ganz.
A5
Blitzrechnung
AFB I

Die Elektronen driften mit 0,1 mm je Sekunde. Wie weit kommt ein Elektron in 1 Minute?

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
0,1 mm je Sekunde · 60 s = 6 mm – eine Schnecke ist damit immer noch schneller.
A6
Was beim Einschalten passiert
AFB II

Bringe die Vorgänge im Metall beim Einschalten in die richtige Reihenfolge.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Ohne Quelle wimmeln die Elektronen ungeordnet
2Der Schalter wird geschlossen
3Alle Elektronen im ganzen Kreis setzen sich gleichzeitig in Bewegung
4Zum Gewimmel kommt eine langsame gerichtete Driftbewegung
5Die Lampe leuchtet sofort
Am häufigsten rutscht der gleichzeitige Start nach hinten – genau er sorgt aber dafür, dass die Lampe sofort leuchtet.
A7
Rechenkette
AFB II

In einem Kupferdraht driften die Elektronen mit 0,1 mm je Sekunde.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Wie weit kommt ein Elektron in 10 s? mm
  2. Wie weit kommt es in 1 Minute? mm
  3. Wie lange braucht es für 30 mm? s
  4. Wie viele Minuten sind diese 300 s? min
Ein Elektron braucht Minuten für wenige Zentimeter – die Lampe leuchtet trotzdem sofort.
A8
Modellteil und Eigenschaft
AFB II

Verbinde jeden Teil des Modells mit der passenden Eigenschaft.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Sortiere zuerst nach Bauteil und Zustand, dann bleibt für jeden Eintrag nur ein Partner übrig.
A9
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Der Lichtgeschwindigkeits-Fehler steht in Klassenarbeiten am häufigsten.
A10
Wie weit driftet ein Elektron?
AFB III

Ein Elektron driftet in 1 Minute 6 mm weit. Schätze für jede Zeile ein, was passiert — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = gar nicht, 2 = weniger weit, 3 = gleich weit, 4 = weiter, 5 = viel weiter. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = gar nicht5 = viel weiter
Du nimmst ein gleich dickes Kupferkabel in einer anderen Farbe.
Der Strom fließt 10 Minuten statt 1 Minute.
Der Strom fließt nur eine halbe Minute.
Du öffnest den Schalter.
Der Strom fließt 2 Minuten statt 1 Minute.
Die Driftstrecke hängt nur an der Zeit und daran, ob der Kreis geschlossen ist – nicht an der Kabelfarbe.