Physikaufgabe

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Wednesday, January 9th 2008, 4:06pm

Hallo, haben zu nächsten Mittwoch in Physik eine Aufgabe bekommen.
Die lautet:
Welche Energie ist nötig, um ein Elektron von der Oberfläche eines Kryptonkerns (r=5,7*10^-15m;q=36e) ins Unendliche zu bringen? Vergleichen Sie mit der Lokalisationsenergie des Elektrons im Kern.

Lakalisationsenergie zu berechnen schaff ich noch.
Wl =h^2/(8*m*L)
Aber beim ersten Aufgabenteil finde ich einfach keinen Ansatz.

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SenF_Bratak

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2

Wednesday, January 9th 2008, 4:18pm

Ist mit kyrptonkern der atomkern gemeint ? ist mit oberfläche die schale bzw energiezustand gemeint ? falls das alles zutreffen würde kann ich dir helfen =)

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Huginn

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3

Wednesday, January 9th 2008, 4:29pm

Der Kryptonkern ist der Atomkern. Oberfläche ist die Schale bzw. der Energiezustand, würde ich vermuten. Bin mir da aber nicht ganz sicher.

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SenF_Bratak

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4

Wednesday, January 9th 2008, 4:45pm

Naja, bin mir auch nicht sicher, aber nach Bohr könntest du folgendes anwenden:

delta E=Z²*R*(1/n1² - 1/n2²) mit Z=Ordnungszahl von Krypton, R=Rydbergkonstante und n1 und n2 wären jeweils die Energiezustünde bzw der Energieunterschied.
Wir könnten annehmen dass wir von der K-Schale ( ist ja dem Kern am nähsten) ins unendliche schiessen.
D.h n1 wäre 1 und n2= unendlich

eingesetzt ergibt das: E= 17,6 keV

tjo einen anderen lösungsweg wüsste ich jetzt auf anhieb nicht

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L_Clan_Hackl

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5

Wednesday, January 9th 2008, 4:48pm

ich denke mal das is der richtige Ansatz, abe rmit "Oberfläche" würde ich die äußerste Schale nehmen... müsste n=4 sein

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myabba|abra

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6

Wednesday, January 9th 2008, 5:31pm

könntest auch Coumlombkraft hernehmen und vom Elektronenabstand ins Unendliche integrieren

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HarLe

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7

Wednesday, January 9th 2008, 5:49pm

Die erste inonisierungsenergie müsste irgendwas mit 14 eV betragen

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zecher_soratax

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8

Wednesday, January 9th 2008, 6:07pm

die kriegste aber nie mit so nem vereinfachten modell raus

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Huginn

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9

Wednesday, January 9th 2008, 6:10pm

@SenF_Bratak: Danke. Hab ich mir mal angeguckt. Kann ich so weit rechnerisch nachvollziehen, aber die Formel selbst nicht. Hab mal im Buch geguckt, da kommt in der Konstantenübersicht keine Rydbergkonstante vor und sonst auch nicht wirklich was über deine Formel. q=36e wird da auch nicht berücksichtigt. Denke mal, muss "einfacheren" Weg geben. Ist ja Stoff für 13 GK Physik.
@myabba|abra: Meinst die Formel?: Fc=e^2/(4pi(eo)r^2)
Könntest das genauer fassen, den Ansatz?

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myabba|abra

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10

Wednesday, January 9th 2008, 6:14pm

genau die. die integrieste und das ergibt ne energie

wenn ich mir deine aufgabenstellung so anschau, dürfte das auch die gewollte lösung sein. musst eigtl nur einsetzen (sofern ihr integralrechung schon hattet?)

edit: jahrgang 87 - das düfte zu machen sein

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Huginn

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Friday, January 11th 2008, 5:53pm

Fc=e^2/(4pi(eo)r^2)

Verstehe ich nicht so ganz. FC ist ja unbekannt und für e, eo und r kann ich ja was einsetzen. Versteh nicht ganz, welche Variabel ich integrieren soll. Bestimmtes oder unbestimmtes Integral.
Sry, aber Physik ist nicht mehr wirklich mein Fach und Integralrechnung liegt schon bisschen zurück.

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myabba|abra

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Friday, January 11th 2008, 6:16pm

variable ist r
ist ja auch logisch, denn Arbeit = Kraft * Weg (Kraft *dr)

edit: integriergrenzen sind der anfangsabstand und das unendliche

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Huginn

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Saturday, January 12th 2008, 10:51am

@myabba|abra: Kriege da 8.870945954·10^-21 raus. Wobei ich mir nicht sicher bin, ob ich für e 36·1.6021773·10^-19 oder nur 1.6021773·10^-19 einsetzen muss.

Hab grade anderen Ansatz gefunden:

(m·e^4)/(8*x^2*h^2)*(1/a^2-1/b^2) = Wpot-Wkin =delta W

Bei e gleiche Frage wie oben. m= Elektronenmasse in kg, x=Elektronische Feldkonstante in CV^-1m^-1, h= Plancksches Wirkungsquantum in Js, a= Anfangsradius inm, b= Endradius in m.
Eingesetzt bekomme ich bei e= 36 e raus: 6.714499962·10^10 und
bei e= Elementarladung: 1.127778156·10^17.

Hab das mit 36 e drin, weil ich mir denke, dass das, wenn es angegeben ist(q=36e), ich das auch irgendwie verarbeiten muss.
Physikalischen Einheiten waren noch nie mein Ding. HOfe mal ich habs sie richtig gewählt.

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HarLe

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Sunday, January 13th 2008, 6:54pm

Kann es sein dass dein Radius quatsch ist und er größer sein müsste.

Das Wasserstoffatom im grundzustand hat einen mittleren Elektron-Kern-Abstand von a, was so 5,29*10^-11m entspricht. Das Elektorn ist in der 1s Orbitalen mit n=1. Bei Krypton hast du dein Elektron noch weiter vom Kern entfernt, denn es befindet sich in den n=4 Orbitalen. Ka ob jetzt s oder p.
Also müsste der Abstand doch größer als a sein oder sehe ich das falsch ?

Das würde zumindest erklären wieso ich nur auf mist komme xD

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Huginn

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Tuesday, January 15th 2008, 4:19pm

Der Radius stimmt schon.
Ich hab da jetzt auch nicht den Durchblick. Irgendwie versteh ich keinen Ansatz so recht. Werde mal morgen den Lehrer fragen.
Trotzdem danke an alle.

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myabba|abra

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Tuesday, January 15th 2008, 5:16pm

glaub dir fehlts an soliden mathe/physik grundlagen

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zecher_soratax

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Tuesday, January 15th 2008, 9:45pm

Allerdings ergeben die Ansätze bisher auch nicht wirklich nen Sinn

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HarLe

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Tuesday, January 15th 2008, 9:49pm

Ich find den Radius zu klein

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Huginn

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Wednesday, January 16th 2008, 2:33pm

Haben heute die Aufgabe nicht besprochen. Wurde nur eingesammelt. Malö schauen, was da rauskommt. Hab nur mit Fc die Anziehungskraft berechnet, die der Kryptonkern auf das Elektron hat. Aber von Kraft zu Energie hab ich nicht hinbekommen.
War auch das was mich hier verwirrt hat, dass das Integral einer Kraft die Energie sein soll.
Wer nächsten Mittwoch mal posten, was der Lehrer als Lösung angibt.

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HarLe

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Wednesday, January 16th 2008, 2:36pm

Geht glaube darum, dass wenn du die Kraft weißt, mit der das Elektron an das Proton "gebunden" ist, weißt du auch, welche Kraft du aufwenden musst, um dieses davon unendlichweit zu entfernen und kannst somit die Energie bestimmen.

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Huginn

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Tuesday, January 29th 2008, 5:35pm

So haben jetzt Lösung bekommen vom Lehrer. Müssen aber noch selbst mal rechnen und wird morgen besprochen.
Formel ist:
W=((Qq)/(4pi(e0)))*(1/(r1)-1/(r2))

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