Übungen zur Vorlesung Physikalische und Theoretische Chemie III
-  Aufbau der Materie  -

Besprechung am Fr 22.4.2005  10:30 - 11:15 Uhr

 

Übungsblatt 1   (Wellenlänge, Frequenz, Plancksches Strahlungsgesetz )
 
 

Aufgabe 1
Berechnen Sie die Frequenz der Emission einer Natriumdampflampe, die bei 589 nm Licht ausstrahlt.

Wie teuer ist 1 Mol Photonen dieser Lampe, wenn der Preis 10 €/kWh beträgt?

Berechnen Sie die Zahl der pro Sekunde emittierten Photonen dieser Lampe bei einer elektrischen Leistungsaufnahme von 30 Watt und einem Wirkungsgrad (Lichtleistung/elektrischer Leistung) von 40%.

Wie groß ist die Gesamtmasse der emittierten Photonen, wenn die Lampe ein Jahr brennt? Nutzen sie hierzu die bekannte Formel von Einstein E=mc² und E=hv.

Wie teuer ist ein Milligramm Photonen dieser Lampe?

Aufgabe 2
Das NO-Radikal wird über die Fluoreszenzstrahlung um 220nm nachgewiesen. Die Fluoreszenzlebensdauer beträgt ca. t = 300ns. Berechnen Sie
a) den Einstein Koeffizienten für spontane Emission A₂₁ = 1/t
b) den Einstein Koeffizienten für die Absorption B₁₂
c) den integrierten Absorptionsquerschnitt s = B₁₂ ^hv/_c
 

Aufgabe 3
Die Hintergrundstrahlung des Weltraums entspricht der Strahlung eines schwarzen Körpers mit einer Temperatur von ca. 3K.
Berechnen Sie die Gesamtenergiedichte (Energie/Volumen U(T) = _oò^¥u(n)dn ) dieser Strahlung.

Wie groß ist die entsprechende Gesamtenergiedichte der Sonne bei 5000K?
 

Hilfreiches Integral für Aufgabe 3
  _¥
 ò (^x³_/ex_-1) dx = p⁴/₁₅
⁰