PHYSIKALISCH CHEMISCHES INSTITUT "Molekulare Kinetik" SS 2015 (zur Vorlesung 9: 10.06.2015) 9. Übungsblatt 1. Betrachten Sie den Zusammenhang zwischen Ablenkfunktion (b) und Potential: dr b 2 E pot (r ) ( b ) 2 b 2 1 2 E ges r r r0 1 2 a) für r a Berechnen Sie (b) für das Potential E pot (r ) 0 für r a b) Berechnen Sie (b) für das Potential E pot ( r ) c) Schätzen Sie für das unter (b) bestimmte Potential die Werte von (b) ab für die Fälle c , für r , c 0 . r2 c << b2Eges; c = b2Eges; c >> b2Eges Hinweise: i) bei (a): überlegen Sie, um welches Potential es sich hier handelt? b < a: überlegen Sie, wie groß r0 ist? b a: überlegen Sie, was dann passiert. dx 1 a arccos . ii) Benutzen Sie a x x x2 a2 iii) Berücksichtigen Sie, was mit der radialen kinetischen Energie bei r = r0 passiert. (6 Pkte.) 2. Im CO2-Laser erfolgt die Schwingungsanregung der CO2-Moleküle über den Prozess N2(=1) + CO2(000) CO2(001) + N2(=0) . Die Anregung der N2-Moleküle erfolgt dabei über Elektronenstöße N2(=0) + e– N2(=1) + e– a) Wie hoch muss die kinetische Energie (in J und eV) der Elektronen mindestens sein, um den Stickstoff anregen zu können? (Kraftkonstante der N2-Bindung: k = 22,38 N/cm). b) Nehmen Sie an, ein nichtangeregtes Stickstoffmolekül pralle auf ein ruhendes CO2Molekül. Wie hoch muss die kinetische Energie des N2-Moleküls mindestens sein, um die Rotation J = 0 J = 1 des CO2-Moleküls anregen zu können? (Trägheitsmoment des CO2: I = 71,70 10-47 kg m2) (3 Pkte.) 3. Zeigen Sie, dass die T-V-Übertragung beim Stoß eines Teilchens A mit dem Molekül B-C (sehr weiche Feder, anfangs in Ruhe) mit der folgenden Formel beschrieben werden kann mit cos2mAmC / [(mA+mB)(mB+mC)], Evib/Etr = 4 cos2 sin2, wo Evib die übertragene Energie, Etr die ursprüngliche kinetische Energie von A, und mA, mB und mC die Massen von A, B, und C sind. Sie können dabei die Formeln für Evib und Etr aus der Vorlesung benutzen. (3 Pkte.) Abgabe bis Montag, den 15.06.2015, 15:00 Uhr, an der Pforte des PCI (INF 253)
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