1
Feldstärke und Einheit
AFB IGib die passende Einheit der elektrischen Feldstärke an.
Hilfe 1
Nutze E = F/q.
Hilfe 2
Setze die Einheiten Newton und Coulomb ein.
Lösung und Erklärung
E = F/q; deshalb N/C. Gleichwertig ist V/m.
Gemischtes Training
Verknüpfe die Themen des Grundkurses: Zahlen prüfen, Modelle erklären und Experimente durchdenken.
Eigene Lernaufgaben, keine amtlichen Prüfungsaufgaben. Etwa 45–60 Minuten; rechne und begründe zusätzlich auf Papier. AFB I: Grundlagen · AFB II: Zusammenhänge · AFB III: Urteilen und Entwickeln. Die Themen wechseln bewusst.
„Bearbeitet“ heißt: geprüft oder den Erwartungshorizont geöffnet. „Sicher“ ist deine eigene Einschätzung nach einem Versuch ohne Hilfe. Beides bleibt nur in diesem Browser gespeichert.
Gemischte Aufgaben
Elektrische Felder wiederholen →
2
Wellenlänge
AFB IBerechne die Wellenlänge einer Welle mit c = 340 m/s und f = 680 Hz.
Hilfe 1
Es gilt c = λ·f.
Hilfe 2
Teile die Ausbreitungsgeschwindigkeit durch die Frequenz.
Lösung und Erklärung
λ = c/f = 340/680 m = 0,50 m.
3
Zerfallstabelle
AFB ILies die Halbwertszeit ab: t in h: 0 | 2 | 4 | 6; N: 800 | 400 | 200 | 100.
Hilfe 1
Suche eine Halbierung.
Hilfe 2
Vergleiche 800 und 400 Kerne.
Lösung und Erklärung
Nach 2 h ist jeweils die Hälfte der Kerne übrig.
4
Lorentzkraft
AFB IOrdne dem Fall v parallel zu B den richtigen Betrag der magnetischen Lorentzkraft zu.
Hilfe 1
Beachte den Winkel zwischen v und B.
Hilfe 2
sin 0° = 0.
Lösung und Erklärung
F = |q|vB·sin α. Bei α = 0° ist die Kraft null.
5
Periodendauer
AFB IIBestimme die Periodendauer bei 25 vollständigen Schwingungen in 10 s.
Hilfe 1
Eine Periode ist die Zeit für eine Schwingung.
Hilfe 2
Teile die gesamte Zeit durch die Anzahl.
Lösung und Erklärung
T = 10 s / 25 = 0,40 s. Die Frequenz wäre 2,5 Hz.
6
Photonenenergie
AFB IIErmittle die Energie eines Photons mit f = 5,0·10¹⁴ Hz. Nutze h = 6,63·10⁻³⁴ J·s. Ergebnis in 10⁻¹⁹ J.
Hilfe 1
W = hf.
Hilfe 2
6,63·5,0·10⁻²⁰ J = 3,315·10⁻¹⁹ J.
Lösung und Erklärung
W = hf = 3,315·10⁻¹⁹ J ≈ 3,3·10⁻¹⁹ J.
7
Kondensator
AFB IIVergleiche die Feldstärke eines idealen Plattenkondensators vor und nach Verdopplung des Plattenabstands bei konstantem U.
Hilfe 1
Die Spannungsquelle bleibt angeschlossen.
Hilfe 2
E ist bei konstantem U umgekehrt proportional zu d.
Lösung und Erklärung
E = U/d. Bei gleicher Spannung und d′ = 2d gilt E′ = E/2.
8
Flussänderung
AFB IIDeute die Wirkung einer Verdopplung von ΔΦ bei unveränderten N und Δt auf den Betrag der mittleren Induktionsspannung.
Hilfe 1
Nutze das Induktionsgesetz.
Hilfe 2
Vergleiche nur ΔΦ; N und Δt bleiben konstant.
Lösung und Erklärung
|Ū| = N·|ΔΦ/Δt|. Der Betrag ist proportional zur Flussänderung.
9
Interferenz
AFB IIWeise mit einer kurzen Rechnung nach, ob bei Δs = 1,2 m und λ = 0,4 m ein Maximum gleichphasiger kohärenter Quellen vorliegt. Notiere deinen Nachweis.
Hilfe 1
Für Maxima gilt Δs = kλ.
Hilfe 2
Berechne Δs/λ und prüfe, ob k ganzzahlig ist.
Erwartungshorizont vergleichen
Δs/λ = 1,2/0,4 = 3. Der Gangunterschied ist ein ganzzahliges Vielfaches von λ; die Wellen verstärken sich. Gleiche Startphase ist Voraussetzung.
10
Linienspektrum
AFB IIErkläre in zwei Sätzen, weshalb ein angeregtes Atom nur bestimmte Photonenenergien emittiert.
Hilfe 1
Betrachte die erlaubten Energieniveaus.
Hilfe 2
Die Photonenenergie entspricht der Energiedifferenz.
Erwartungshorizont vergleichen
Gebundene Elektronen können nur diskrete Energieniveaus besetzen. Beim Übergang zu einem niedrigeren Niveau wird ein Photon mit W = Woben − Wunten = hf emittiert.
11
Messgerade
AFB IILeite aus |U| = N·A·|ΔB/Δt| die Steigung m einer |U|-gegen-|ΔB/Δt|-Geraden her; N und A sind konstant, B steht senkrecht auf der Spulenfläche.
Hilfe 1
Vergleiche mit y = mx.
Hilfe 2
Setze y = |U| und x = |ΔB/Δt|.
Erwartungshorizont vergleichen
Vergleich mit y = mx liefert m = N·A. Die Einheit ist V·s/T = m², weil N dimensionslos ist. Eine größere Windungszahl oder Fläche vergrößert die Steigung.
12
Zufall und Gesetz
AFB IIInterpretiere weshalb die Aktivität einer großen Probe gut vorhersagbar ist, der Zerfallszeitpunkt eines einzelnen Kerns aber nicht.
Hilfe 1
Unterscheide Einzelereignis und große Anzahl.
Hilfe 2
Das Gesetz ist statistisch.
Erwartungshorizont vergleichen
Der einzelne Zerfall ist zufällig; das Zerfallsgesetz beschreibt Erwartungswerte vieler Kerne. Bei großen Anzahlen sind die relativen statistischen Schwankungen klein. Es sagt keinen individuellen Zerfallszeitpunkt voraus.
13
Trickaufgabe: hell genug?
AFB IIIÜberprüfe die Aussage: „Auch unterhalb der Grenzfrequenz löst genügend intensives Licht beim einfachen Photoeffekt Elektronen aus.“ Gemeint ist das schulische Einphotonenmodell.
Hilfe 1
Was ändert die Intensität?
Hilfe 2
Vergleiche die Energie eines einzelnen Photons mit WA.
Lösung und Erklärung
Im Einphotonenmodell braucht ein Photon mindestens die Austrittsenergie WA (in Büchern und Abituraufgaben oft „Austrittsarbeit“). Höhere Intensität erhöht die Photonenzahl, nicht die Energie hf eines Photons.
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Messgenauigkeit
AFB IIIBeurteile zwei Messungen: A = (2,00 ± 0,10) kV/m, B = (1,90 ± 0,02) kV/m. Welche ist relativ genauer? Sind die angegebenen Intervalle vereinbar? Notiere beide Urteile.
Hilfe 1
Teile die absolute Unsicherheit durch den Messwert.
Hilfe 2
Vergleiche zusätzlich die beiden Intervalle.
Erwartungshorizont vergleichen
Relativ: A hat 5 %, B etwa 1,1 % Unsicherheit; B ist genauer. Die Intervalle [1,90; 2,10] und [1,88; 1,92] kV/m überlappen. Die Messungen sind im Rahmen dieser Intervalle vereinbar; identische wahre Werte sind damit nicht bewiesen.
15
Experiment planen
AFB IIIEntwickle ein Vorgehen, um die Periodendauer eines Pendels möglichst zuverlässig zu messen und die Unsicherheit zu verkleinern.
Hilfe 1
Miss nicht nur eine Periode.
Hilfe 2
Berücksichtige Wiederholungen, gleiche Bedingungen und Fehlerquellen.
Erwartungshorizont vergleichen
Kleine, gleiche Auslenkung wählen; Zeit für z. B. 20 Perioden messen; T = t/20. Mehrfach wiederholen und Mittelwert sowie Streuung dokumentieren. Viele Perioden verringern den relativen Einfluss der Reaktionszeit; systematische Fehler verschwinden durch Mitteln nicht.
16
Wellen im SVG-Labor
AFB IIUntersuche mit dem Regler den Zusammenhang zwischen Frequenz und Wellenlänge bei c = 6 m/s. Stelle f so ein, dass λ = 2 m beträgt; erläutere den Zusammenhang auf Papier.
Hilfe 1
Nutze c = λ·f.
Hilfe 2
Gesucht ist f = 6 m/s ÷ 2 m.
Lösung und Erklärung
Bei f = 3 Hz ist λ = c/f = 2 m. Bei konstanter Ausbreitungsgeschwindigkeit halbiert doppelte Frequenz die Wellenlänge.
Deine nächsten Schritte
Diese kurze Auswahl ersetzt keine vollständige Prüfung und ergibt keine Abiturnote.
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