Standardfragen + Q-Wertbestimmung

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Energiebetrag bis zu einem Höchstbetrag (ungefähr die gesamte frei werdende Energie) an kinetischer Energie bekommen => kontinuierliches Spektrum. 3) Vorgänge im Atom beim β-Zerfall und K-Einfang 4) Paarvernichtung 5) Neutronen 6) Abstandsgesetz Ist in einem Kern im Teil des Potentialtopfes für Neutronen ein Energieniveau besetzt, unterhalb dessen sich noch ein freies Niveau für Protonen befindet, so kann das Neutron das tieferliegende Niveau besetzen. Dabei werden aus dem Neutron ein Proton, ein Elektron und ein Antineutrino. − n → p + e +ν Ist in einem Kern im Teil des Potentialtopfes für Protonen ein Energieniveau besetzt, unterhalb dessen sich noch ein freies Niveau für Neutronen befindet, so kann das Proton das tieferliegende Niveau besetzen. Dabei werden aus dem Proton ein Neutron, ein Positron und ein Neutrino. + p → n + e +ν Ein relativer Überschuß von Protonen kann auch durch Einfang eines Elektrons aus der Hülle des Atoms, meist aus der K-Schale, beseitigt werden. Dadurch wird ebenfalls ein Proton in ein Neutron umgewandelt. p + e − → n +ν Die in den Schalen entstehenden Lücken werden durch Elektronen aus den äußeren Schalen aufgefüllt. Dabei entsteht Röntgenstrahlung, die den Nachweis des Elektroneneinfangs ermöglicht. Im Schwerpunktsystem des Elektron-Positron-Paares ist der Gesamtimpuls Null. Die beiden Photonen müssen deshalb entgegengesetzten, gleich großen Impuls besitzen. Die Ruheenergien von Elektron und Positron (= 2x511keV) verteilen sich zu gleichen Teilen auf beide Photonen. thermisch (~0,025 eV), schnell (~1 MeV) Erzeugung: Be9 + α (z.B. Ra) → C12 + n oder Kernreaktor Abbremsung (Moderation) durch wasserstoffhaltige Substanzen (s. elast. Stoß) Nachweis: B10 + n → Li7 + α (langsame n) Wasserstoffhaltiges Zählrohr (Protonennachweis) (schnelle n) I ~ 2 1 r
7) Zählrohr, Nebelkammer Das Geiger-Müller-Zählrohr besteht aus einem zylindrischen Rohr, in dem axial ein dünner Draht isoliert aufgespannt ist. Das Rohr ist mit einem Edelgas bei vermindertem Druck (z.B. Argon bei 0,1 hPa) gefüllt. Zwischen dem Zylindermantel als Kathode und dem Draht als Anode liegt eine Spannung von einigen 100 Volt, deren Höhe das Verhalten des Zählrohrs entscheidend bestimmt. Die Gasmoleküle werden durch die einfallenden energiereichen Teilchen oder Photonen ionisiert. Die dadurch entstandenen Ladungsträger können als Stromstöße im äußeren Stromkreis nachgewiesen werden. Mit einem im Proportionalbereich betriebenen Zählrohr kann die Energie ionisierender Teilchen gemessen werden. Ein im Auslösebereich betriebenes Zählrohr registriert die Anzahl der einfallenden Strahlungsteilchen oder Quanten – unabhängig von ihrer Energie – und wirkt somit im eigentlichen Sinne als Zählrohr. Die Wilsonsche Nebelkammer enthält mit Wasser- und Alkoholdampf gesättigte Luft. Durch plötzliche adiabatische Expansion wird die Temperatur erniedrigt, so dass bei Anwesenheit von Kondensationskeimen (= durch die energiereichen Teilchen ionisierte Luftmoleküle) eine Tröpfchenbildung eintritt. Die Bahnen der Teilchen können somit als Kondensstreifen beobachtet werden. 8) Arbeit bei Coulomb-Abstoßung W = 1 1 ⋅Q ⋅ 4πε r 0 Q 2 9) Verschiebungssätze 10) Altersbestimmung Massenänderung 0 oder 4; bei Division von A durch 4 immer gleicher Rest 4 Zerfallsreihen: A = 4n oder 4n+1 oder 4n+2 oder 4n+3 N 0 = N(Tochterkerne) + N(übrige Mutterkerne) 11) Unterschied Kernkraft – Coulombkraft Ladung (~1/r 2 ) Kernkraft stets anziehend, Coulombkraft anziehend oder abstoßend je nach Kernkraft kurze Reichweite (ca. 1,5⋅10 -15 m), Coulombkraft unendliche Reichweite Kernkraft wesentlich stärker als Coulombkraft innerhalb der Reichweite Kernkraft Sättigungscharakter (keine unendliche Verkleinerung des Kerns) 12) Massendefekt, Bindungsenergie
Seite 1 und 2: Standardfragen Mechanik: 1) Kin. En
Seite 3: Atomphysik: 1) Ölfleckversuch 2) F
Seite 7: Kernspaltung 1 235 100 133 1 100

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