Wellen-Teilchen-Dualität: Interaktive Quizfragen für Klasse 13

Question 1

Welches Experiment zeigte erstmals die Welleneigenschaften von Elektronen?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment mit Elektronen

Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Compton-Effekt

Answer

Stern-Gerlach-Experiment

Question 2

Beschreibe den photoelektrischen Effekt prägnant und präzise.

Accepted Answer

Emission von Elektronen aus einer Metalloberfläche durch elektromagnetische Strahlung

Answer

Absorption von Photonen durch ein Atom

Answer

Beugung von Licht an einem Doppelspalt

Answer

Streuung von Röntgenstrahlen an Elektronen

Question 3

Welcher Physiker trug maßgeblich zur Entwicklung der Wellentheorie des Lichts bei?

Accepted Answer

Christiaan Huygens

Answer

Albert Einstein

Answer

Isaac Newton

Answer

James Clerk Maxwell

Question 4

Welches Experiment zeigte erstmals die Beugung von Elektronen?

Accepted Answer

Davisson-Germer-Experiment

Answer

Michelson-Morley-Experiment

Answer

Youngsches Doppelspaltexperiment

Answer

Rutherford-Experiment

Question 5

Im Doppelspaltexperiment werden Elektronen durch zwei schmale Spalte geschossen. Welches Ergebnis ist zu erwarten?

Accepted Answer

Interferenzmuster

Answer

Scharfes Bild der Spalte

Answer

Getrennte Bilder der Elektronen

Answer

Keine Beobachtung

Question 6

Welcher der folgenden Effekte ist ein Beleg für den Teilchencharakter von Licht?

Accepted Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Interferenz von Licht

Answer

Doppelspaltexperiment

Question 7

Welche Beobachtung beim Doppelspaltexperiment deutet auf den Wellencharakter von Licht hin?

Accepted Answer

Entstehung von Interferenzmustern

Answer

Ablenkung des Lichts an den Spaltenkanten

Question 8

Welche der folgenden Aussagen über die Energie von Photonen ist korrekt?

Accepted Answer

Die Energie eines Photons ist proportional zu seiner Frequenz.

Answer

Die Energie eines Photons ist proportional zu seiner Wellenlänge.

Question 9

Welche der folgenden Wellenlängen hat das größte Energieniveau?

Accepted Answer

Röntgenstrahlung

Answer

Infrarotstrahlung

Answer

Ultraviolettstrahlung

Question 10

Welche der folgenden Aussagen über das Doppelspaltexperiment ist falsch?

Accepted Answer

Das Experiment zeigt, dass Licht nur eine Teilcheneigenschaft hat.

Answer

Das Interferenzmuster entsteht durch die Überlagerung der Wellen von Licht, das durch beide Spalte hindurchtritt.

Answer

Die Breite der Interferenzstreifen nimmt mit zunehmender Wellenlänge zu.

Question 11

Welche der folgenden Wellen hat die höchste Frequenz?

Accepted Answer

Gammastrahlung

Answer

Radiowellen

Question 12

Welche der folgenden Aussagen über den photoelektrischen Effekt ist korrekt?

Accepted Answer

Der maximale kinetische Energie der emittierten Elektronen ist proportional zur Frequenz des einfallenden Lichts.

Answer

Der maximale kinetische Energie der emittierten Elektronen ist unabhängig von der Wellenlänge des einfallenden Lichts.

Question 13

Welche Folgerung kann aus dem Doppelspaltexperiment mit Elektronen gezogen werden?

Accepted Answer

Elektronen zeigen einen Dualismus aus Wellen- und Teilcheneigenschaften.

Answer

Elektronen sind nur Wellen.

Answer

Elektronen sind nur Teilchen.

Answer

Das Experiment ist nicht aussagekräftig für die Natur von Elektronen.

Question 14

Welcher der folgenden Versuche kann nicht erklären, warum Licht sowohl Wellen- als auch Teilcheneigenschaften besitzt?

Accepted Answer

Stern-Gerlach-Experiment

Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Compton-Effekt

Answer

Interferenz

Question 15

Welche Aussage beschreibt die Energie eines Photons?

Accepted Answer

E = hf

Answer

E = pc

Answer

E = mc²

Answer

E = kT

Question 16

Welche Konsequenz ergibt sich aus dem Wellen-Teilchen-Dualismus für die Interpretation der Quantentheorie?

Accepted Answer

Die Quantentheorie ist sowohl deterministisch als auch probabilistisch.

Answer

Die Quantentheorie ist ausschließlich deterministisch.

Answer

Die Quantentheorie ist ausschließlich probabilistisch.

Answer

Die Quantentheorie ist weder deterministisch noch probabilistisch.

Question 17

Welcher Effekt beweist den Wellen-Teilchen-Dualismus von Elektronen?

Accepted Answer

Photoeffekt

Answer

Hall-Effekt

Answer

Zeeman-Effekt

Answer

Doppler-Effekt

Question 18

Welches der folgenden Phänomene ist ein direkter Beweis für den Teilchencharakter von Licht?

Accepted Answer

Compton-Effekt

Answer

Beugung

Question 19

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

Accepted Answer

Materie kann sowohl Wellen- als auch Teilcheneigenschaften zeigen.

Answer

Licht kann nur Teilcheneigenschaften zeigen.

Question 20

Welche der folgenden Beobachtungen im Doppelspaltexperiment unterstützt den Wellencharakter von Elektronen?

Accepted Answer

Das Auftreten von Interferenzmustern

Answer

Die Tatsache, dass Elektronen immer durch einen der beiden Schlitze fliegen.

Question 21

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die de Broglie-Wellenlänge eines Teilchens mit der Masse m und der Geschwindigkeit v?

Accepted Answer

λ = h/mv

Answer

λ = mv/h

Question 22

Wer war für die erste Durchführung des berühmten Doppelspaltexperiments verantwortlich?

Accepted Answer

Thomas Young

Answer

Albert Einstein

Answer

Werner Heisenberg

Answer

Niels Bohr

Question 23

Welches Phänomen beschreibt der photoelektrische Effekt?

Accepted Answer

Emission von Elektronen aus einem Material bei Einwirkung von Licht

Answer

Brechung von Licht an einer Grenzfläche

Answer

Beugung von Licht an einem Hindernis

Answer

Interferenz von Lichtwellen

Question 24

Welcher Effekt liefert **experimentelle Beweise** für den Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Dopplereffekt

Answer

Coulomb-Gesetz

Answer

Newtonsche Gravitation

Question 25

Was beschreibt die Wellenlänge eines Teilchens gemäß der De-Broglie-Hypothese?

Accepted Answer

Die Wellenlänge der Materiewelle, die dem Teilchen zugeordnet ist

Answer

Die Wahrscheinlichkeit, das Teilchen an einem bestimmten Ort zu finden

Answer

Die Energie des Teilchens

Answer

Den Impuls des Teilchens

Question 26

Welche Beobachtung im Doppelspaltexperiment deutet auf den Wellencharakter von Elektronen hin?

Accepted Answer

Die Bildung eines Interferenzmusters

Answer

Die Ablenkung der Elektronen durch ein Magnetfeld

Answer

Die Emission von Licht durch die Elektronen

Answer

Die Zunahme der Geschwindigkeit der Elektronen

Question 27

Was ist eine wesentliche Aussage der Heisenberg'schen Unschärferelation?

Accepted Answer

Es ist unmöglich, Ort und Impuls eines Teilchens gleichzeitig exakt zu bestimmen.

Answer

Es gibt eine grundlegende Grenze für die Genauigkeit physikalischer Messungen.

Answer

Die Quantenmechanik ist eine deterministische Theorie.

Answer

Die klassische Physik kann die Quantenwelt nicht angemessen beschreiben.

Question 28

Was ist die Schrödinger-Gleichung?

Accepted Answer

Eine Differentialgleichung, die die Entwicklung eines quantenmechanischen Systems im Zeitverlauf beschreibt.

Answer

Eine Gleichung, die die Energiezustände eines Atoms berechnet.

Answer

Eine Gleichung, die die Wahrscheinlichkeit für den Aufenthaltsort eines Teilchens berechnet.

Answer

Eine Gleichung, die die Bewegung eines Teilchens beschreibt.

Question 29

Welche der folgenden Aussagen über die Wellenfunktion ψ ist richtig?

Accepted Answer

Sie gibt die Amplitude der Wahrscheinlichkeit an, ein Teilchen an einem bestimmten Ort zu finden.

Answer

Sie beschreibt den genauen Aufenthaltsort des Teilchens.

Answer

Sie kann nur für Elektronen verwendet werden.

Answer

Sie ist immer eine reelle Zahl.

Question 30

Was ist die physikalische Bedeutung des Betragsquadrats |ψ(x)|² der Wellenfunktion?

Accepted Answer

Wahrscheinlichkeitsdichte für das Auffinden des Teilchens an der Position x

Answer

Energie des Teilchens

Answer

Impuls des Teilchens

Answer

Ort des Teilchens

Question 31

Wie trägt der Compton-Effekt zum Verständnis der Teilcheneigenschaften von Licht bei?

Accepted Answer

Er beweist, dass Licht aus Photonen besteht, die sich wie Teilchen verhalten.

Answer

Er zeigt, dass Licht nur eine Welle ist.

Answer

Er hat keinen Einfluss auf das Verständnis der Teilcheneigenschaften von Licht.

Question 32

Was beschreibt den Photoelektrischen Effekt?

Accepted Answer

Elektronenemission aus einer Metallplatte bei Lichteinfall

Answer

Lichtbeugung an einem Hindernis

Answer

Lichtbrechung an einer Grenzfläche

Question 33

Wer entdeckte den Compton-Effekt?

Accepted Answer

Arthur Compton

Answer

Albert Einstein

Answer

Niels Bohr

Answer

Max Planck

Question 34

Welches Phänomen ist ein Beweis für die Wellennatur des Lichts?

Accepted Answer

Beugung

Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Schwarzkörperstrahlung

Answer

Compton-Effekt

Question 35

Welche Aussage trifft auf Photonen zu?

Accepted Answer

Masselos, elektrische Ladung: 0

Answer

Masselos, elektrische Ladung: vorhanden

Answer

Massehaltig, elektrische Ladung: vorhanden

Question 36

Die de Broglie-Wellenlänge eines Teilchens hängt wie folgt vom Impuls ab:

Accepted Answer

Umgekehrt proportional

Answer

Unbeeinflusst

Answer

Proportional

Question 37

Welche Aussage zum Wellen-Teilchen-Dualismus ist korrekt?

Accepted Answer

Gilt für Materie und Strahlung

Answer

Gilt nur für Teilchen

Answer

Gilt nur für Licht

Question 38

Welche Beobachtung wird im Doppelspaltexperiment mit Elektronen gemacht?

Accepted Answer

Interferenzmuster

Answer

Absorption

Answer

Beugung

Answer

Getrennte Trajektorien

Question 39

Welche Aussage zum photoelektrischen Effekt ist korrekt?

Accepted Answer

Die kinetische Energie der herausgelösten Elektronen hängt von der Frequenz des einfallenden Lichts ab

Answer

Der photoelektrische Effekt tritt nur bei sehr hohen Lichtintensitäten auf

Answer

Alle Elektronen werden mit gleicher kinetischer Energie herausgelöst

Question 40

Welches Experiment würde den Welle-Teilchen-Dualismus von Neutronen demonstrieren?

Accepted Answer

Beugung von Neutronen an einem Kristallgitter

Answer

Messung der Masse von Neutronen

Answer

Messung der Geschwindigkeit von Neutronen

Answer

Beobachtung der Absorption von Neutronen durch einen Kern

Question 41

Welche Aussage zum EPR-Paradoxon ist zutreffend?

Accepted Answer

Es zeigt, dass die Quantenmechanik zu nicht-lokalen Effekten führen kann

Answer

Es gilt nur für verschränkte Photonen

Answer

Es wurde experimentell widerlegt

Question 42

Welche tiefgreifende Konsequenz hat der Welle-Teilchen-Dualismus für die Physik?

Accepted Answer

Er erfordert eine grundlegende Überarbeitung des Begriffs der Realität

Answer

Er ermöglicht die Entwicklung neuer Technologien

Answer

Er erklärt alle Phänomene im Universum

Question 43

Welches Experiment lieferte einen der frühesten Hinweise auf die Welleneigenschaften von Teilchen?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Röntgenbeugung

Answer

Compton-Effekt

Question 44

Welcher Effekt erklärt die Streuung von Röntgenstrahlen an Kristallen?

Accepted Answer

Röntgenbeugung

Answer

Compton-Effekt

Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Doppelspaltexperiment

Question 45

Wie verändert sich das Interferenzmuster im Doppelspaltexperiment bei Verwendung von Elektronen anstelle von Photonen?

Accepted Answer

Es entstehen Interferenzmuster mit einer geringeren Intensität.

Answer

Es entstehen Interferenzmuster mit einer höheren Intensität.

Answer

Es entstehen keine Interferenzmuster.

Question 46

Welche Aussage trifft auf den Photoelektrischen Effekt zu?

Accepted Answer

Die kinetische Energie der emittierten Elektronen ist unabhängig von der Intensität des einfallenden Lichts.

Answer

Die kinetische Energie der emittierten Elektronen ist proportional zur Intensität des einfallenden Lichts.

Question 47

Welche grundlegende Annahme trifft die Quantenphysik im Zusammenhang mit dem Wellen-Teilchen-Dualismus?

Accepted Answer

Alle Teilchen besitzen sowohl Wellen- als auch Teilcheneigenschaften.

Answer

Teilcheneigenschaften sind nur für Elektronen relevant.

Answer

Welleneigenschaften sind nur für Photonen relevant.

Question 48

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten die Implikation des Wellen-Teilchen-Dualismus für unser Verständnis der Realität?

Accepted Answer

Die Welt ist sowohl kontinuierlich als auch diskret.

Answer

Die Welt ist ausschließlich diskret.

Answer

Die Welt ist ausschließlich kontinuierlich.

Question 49

Welches Experiment zeigt den Wellen-Teilchen-Dualismus von Licht und Materie?

Accepted Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Lorentzkraft

Answer

Coulomb-Effekt

Answer

Gravitationsgesetz

Question 50

Welche Formel beschreibt die Energie eines Photons?

Accepted Answer

E = hf

Answer

E = mc²

Answer

E = ½ kT

Answer

E = ½ mv²

Question 51

Welches Experiment zeigte erstmals die Teilchennatur von Licht?

Accepted Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Compton-Effekt

Answer

Interferenzversuch von Young

Answer

Bragg-Reflexion

Question 52

Welche Wellenlänge hat ein Photon mit einer Energie von 1 eV?

Accepted Answer

1240 nm

Answer

155 nm

Answer

310 nm

Answer

620 nm

Question 53

Was beschreibt den Compton-Effekt?

Accepted Answer

Streuung von Röntgenstrahlung an Elektronen

Answer

Emission von Licht durch angeregte Atome

Answer

Beugung von Licht an einem Gitter

Question 54

Welche der folgenden Aussagen ist ein zentrales Konzept der Quantenphysik?

Accepted Answer

Wellen-Teilchen-Dualismus

Answer

Elektromagnetismus

Answer

Newtonsche Mechanik

Answer

Thermodynamik

Question 55

Welche Formel beschreibt die Beziehung zwischen Impuls und Wellenlänge?

Accepted Answer

p = h/λ

Answer

E = mc²

Answer

F = ma

Answer

U = ½ kx²

Question 56

Welches Phänomen demonstriert die Welleneigenschaften von Elektronen?

Accepted Answer

Elektronenbeugung

Answer

Compton-Effekt

Answer

Schwarzkörperstrahlung

Answer

Photoelektrischer Effekt

Question 57

Was besagt das Prinzip der Komplementarität?

Accepted Answer

Ein Teilchen kann sich entweder als Welle oder als Teilchen verhalten, aber nicht gleichzeitig als beides.

Answer

Wellen und Teilchen sind zwei unterschiedliche Phänomene.

Question 58

Welches Experiment liefert den deutlichsten Beweis für die Teilcheneigenschaften von Licht?

Accepted Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Interferenz von Licht

Answer

Beugung von Licht

Question 59

Welches der folgenden Phänomene lässt sich am besten durch den Wellencharakter von Teilchen erklären?

Accepted Answer

Elektronenbeugung

Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Emissionsspektrum

Answer

Schwarzkörperstrahlung

Question 60

Wie groß ist die de Broglie-Wellenlänge eines Elektrons mit einer kinetischen Energie von 10 eV?

Accepted Answer

1,227 nm

Answer

0,613 nm

Answer

3,681 nm

Answer

2,454 nm

Question 61

Welche Grundannahme liegt dem Bohr-Modell des Atoms zugrunde?

Accepted Answer

Elektronen bewegen sich auf festen Bahnen um den Kern und besitzen dabei bestimmte Energiezustände.

Answer

Elektronen bewegen sich zufällig im Atom.

Answer

Elektronen besitzen sowohl Wellen- als auch Teilcheneigenschaften.

Answer

Elektronen haben kontinuierliche Energiezustände.

Question 62

Welches Experiment lieferte den ersten eindeutigen Beweis für den Teilchencharakter elektromagnetischer Strahlung?

Accepted Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Doppelspaltexperiment

Answer

Michelson-Morley-Experiment

Answer

Compton-Effekt

Question 63

Was ist ein wichtiges Ergebnis des Photoelektrischen Effekts?

Accepted Answer

Die kinetische Energie der emittierten Elektronen hängt von der Frequenz des einfallenden Lichts ab.

Answer

Die Anzahl der emittierten Elektronen hängt von der Intensität des einfallenden Lichts ab.

Answer

Die kinetische Energie der emittierten Elektronen hängt von der Intensität des einfallenden Lichts ab.

Answer

Die Anzahl der emittierten Elektronen hängt von der Frequenz des einfallenden Lichts ab.

Question 64

Was passiert beim Compton-Effekt?

Accepted Answer

Ein Photon gibt einen Teil seiner Energie und seines Impulses an ein Elektron ab.

Answer

Ein Elektron absorbiert ein Photon vollständig und emittiert dann ein neues Photon.

Answer

Ein Elektron absorbiert ein Photon vollständig und wird dadurch in einen höheren Energiezustand versetzt.

Answer

Ein Photon wird an einem Elektron gestreut, ohne dass Energie oder Impuls ausgetauscht werden.