DI — Diffusion

Betreuer: ??? (vormittags)

1. Was ist Diffusion und wie verhält sich der Diffusionskoeffizient zur Viskosität und zur Temperatur?
2. Nenne mögliche Fehlerquellen im Experiment.
3. D ist gegeben… Welchen Weg legt das Teilchen in 1 ms zurück? (plancksches Quantum wird gegeben)
4. Die Konzentration der Flüssigkeit bleibt zeitlich konstant. Was kann man über die Flussdichte aussagen?
5. ???

Betreuer: Leps (vormittags)

1. Was ist die mikroskopische Ursache der Diffusion? (1 Punkt)
   Was sagt das 1. FICKsche Gesetz über Richtung und Stärke des Teilchenstroms aus? (2 Punkte)
2. Betrachtet werde eine Küvette, die zwischen den parallelen Platten g₁ und g₂ eine Lösung enthält, deren Brechzahl nach oben abnimmt. Ein Lichtbündel treffe von links senkrecht auf g₁. Wie müsste der Gradient der Brechzahl, d.h. (dn/dy), beschaffen sein, damit die Bahn, welche das Lichtbündel in der Küvette durchläuft, einen konstanten Krümmungsradius r hätte? (1 Punkt)
3. Nach der Methode von Wiener ergibt sich der Diffusionskoeffizient D zu: D = 1÷y²·x²E²(n₁-n₂)²÷(4π·n₀²·t). welches sind die zu messenden Größen? (1 Punkt)
   Wie sieht eine geeignete Darstellung (Skizze des Graphen!) aus? Wie lässt sich der Diffusionskoeffizient aus diesem Graphen bestimmen? (2 Punkte)
   Welche Dimension hat der Diffusionskoeffizient? (1 Punkt)
   Ist der Diffusionskoeffizient abhängig von der absoluten Salzkonzentration der NaCl-Lösung? Begründen Sie! (2 Punkte)

Hinweise

In der Anleitung sind mehrere Fehler. Im Nenner bei D steht n² und t (dieser Fehler wurde evtl. inzwischen behoben)… Außerdem heißt es n=(n₁+n₂)÷2 also nicht verwirren lassen… und die Luft aus den Schläuchen bekommen ist ganz wichtig…