IPhO-Aufgabensammlung Inhaltsverzeichnis

I, A
3
2
1
0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 U, V
(b) Die Abbildung zeigt das U-I-Diagramm einer GaAs-RTD mit l = 5 nm. Für diese gilt
m ∗ = 0.067me. Wie breit ist das Energiespektrum des links eintreffenden Elektronenstromes?
(c) Wie groß ist die Differenz zwischen den Energien der ersten beiden Niveaus? Reicht die thermische
Energie bei Raumtemperatur um einen Großteil der Elektronen ins 2. Energieniveau
zu bringen?
Aufgabe 67: Lawine (6 Punkte)
α
Auf einem Hang, der den Winkel α mit der Horizontalen einschließt, liegen in konstanten
Abständen d identische Schneeflocken der Masse m. Die obere Flocke wird leicht angeschoben,
sodass eine Lawine entsteht. Der Aufschlag der Lawine auf die ruhenden Flocken ist immer völlig
inelastisch, die Gleitreibung kann vernachlässigt werden. Welche Beschleunigung hat die Lawine
nachdem diese viele Flocken angesammelt hat?
Aufgabe 68: Oberflaechentemperatur der Sonne (3,5 Punkte)
Man schätze die Temperatur der Sonnenoberfläche ausschließlich unter Verwendung der mittleren
Erdoberflächentemperatur TE = 288 K und des Winkeldurchmessers der Sonne bei der Betrachtung
von der Erde aus φ = 32 ′ ab.
Aufgabe 69: Wechselstromverbraucher (6 Punkte)
Es gibt mehrere einfache Schaltungen, die an das Stromnetz (230 V, 50 Hz) angeschlossen eine
elektrische Leistung von 400 W umsetzen und dabei einen effektiven Strom von 8 A durchlassen.
(a) Man gebe alle möglichen Schlatungen dieser Art an, die aus minimal möglicher Anzahl von
Elementen bestehen und gebe auch die entsprechenden Kennzahlen an.
19
m
d
g