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Atomphysik Flashcards

1
Q

Quarks

A

=Bestandteile der Nukleonen

  • Protonen: 2 up-Quarks, 1 down-Quark
  • Neutronen: 1 up-Quark, 2 down-Quarks
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Q

Elementarteilchen des Standardmodells

A
  • Quarks
  • Leptonen
  • Bosonen
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3
Q

Fermionen

A
  • halbzahliger Spin

- Quarks, Leptonen

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4
Q

Bosonen

A
  • ganzzahliger Spin

- Teilchen, welche Grundkräfte vermitteln (z.B. Photonen, Gluonen)

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5
Q

Grundkräfte

A
  • elektromagnetische Wechselwirkung
  • Gravitation
  • starke Wechselwirkung
  • schwache Wechselwirkung
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6
Q

starke Wechselwirkungen

A
  • Protonen werden durch Gluonen zusammengehalten (stärker als Coulombkraft)
  • wird mit wachsendem Abstand stärker, aber nur geringe Reichweite
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7
Q

schwache Wechselwirkungen

A

Umbau von Quarks (z.B. radioaktiver Zerfall)

-> Entstehung von Neutrinos und Elektronen/Positronen, welche den Atomkern als ß-Strahlung verlassen

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8
Q

Bohr‘sches Atommodell

A

Elektronen kreisen in Schalen mit unterschiedlichen Energieniveaus um den Atomkern

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9
Q

angeregter Zustand der Elektronen

A

Elektron springt in Schale mit höherem Energieniveau (Absorption von Licht), z.B. bei Erwärmung, Licht, Zusammenstößen

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10
Q

Grundzustand der Elektronen

A
  • Elektron springt in Schale mit niedrigerem Energieniveau (Emission von Licht)
  • Abgabe von Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung
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11
Q

Formel Energie elektromagnetischer Strahlung

A

E = h x v (J)

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12
Q

Planck‘sches Wirkungsquantum

A

h = 6,6 x 10^-34 Js

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13
Q

Kernspaltung

A

Zerlegung eines schweren Atomkerns in 2 mittelschwere Atomkerne durch Beschuss mit Neutronen

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14
Q

Möglichkeiten für die aus der Kernspaltung entstehenden Neutronen

A
  • keine weitere Kernspaltung
  • Spaltung 1:1 (Kernkraftwerk)
  • Spaltung vieler weiterer Kerne (Atombombe)
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15
Q

Kernfusion

A

Verschmelzung leichter Atomkerne zu einem schweren Kern (nur bei sehr hoher Temperatur und sehr hohem Druck)

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16
Q

Radioaktivität

A

spontaner Zerfall instabiler Atomkerne

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17
Q

alpha-Strahlung

A
  • Teilchenstrahlung

- Aussenden eines Heliumteilchens -> Massenzahl nimmt um 4 Einheiten und Ordnungszahl um 2 Einheiten ab

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18
Q

beta-Strahlung

A
  • Teilchenstrahlung
  • Umwandlung eines Neutrons in Protonen und Elektronen, welche ausgeschossen werden
  • > Ordnungszahl nimmt um 1 Einheit zu
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19
Q

gamma-Strahlung

A
  • elektromagnetische Welle

- bei Übergang eines angeregten Atomkerns in den Grundzustand

20
Q

ionisierende Strahlung

A

Sammelbegriff für alle Strahlungen, die fähig sind, Elektronen aus einem Atom zu entfernen, sodass positiv geladene Ionen zurückbleiben

21
Q

Beispiele für ionisierende Strahlung

A
  • alpha-, beta-, gamma-Strahlung
  • Röntgenstrahlung
  • UV-Strahlung
  • kosmische Strahlung
22
Q

Definition Strahlenschutz

A

alle Maßnahmen um Schutz vor ionisierender und nicht-ionisierender Strahlung

23
Q

Schutzmaßnahmen gegen Strahlung

A
  • geringstmögliche Zeit an Strahlungsquelle
  • maximaler Abstand zur Strahlungsquelle
  • Vermeidung von Aufnahme der strahlenden Substanz
24
Q

Abschirmungsmaterialien

A
  • alpha-Strahlung: Papier
  • beta-Strahlung: Aluminiumblech
  • gamma-Strahlung: Blei, Eisen
25
Q

Formel exponentieller Zerfall

A

N(t) = N(0) x e ^(-λ x t)

26
Q

Eulersche Zahl

27
Q

Definition Halbwertszeit

A

gibt an, wie lange es dauert, bis nur noch die Hälfte der ursprünglichen Anzahl an Atomkernen vorhanden ist

28
Q

Formel Halbwertszeit

A

t(1/2)= ln (2)/ λ

29
Q

Definition Aktivität

A

gibt an, wie viele Kerne pro Sekunde zerfallen

30
Q

Formel Aktivität

A

A = Zahl der Zerfälle / Zeit (Bq)

31
Q

Definition Energiedosis

A

gibt an, wie viel Energie einer Strahlung auf ein bestimmte Masse übertragen wird

32
Q

Formel Energiedosis

A

D = Energie/Masse (Gy)

33
Q

Definition Ionendosis

A

gibt an, wie viele durch Ionisation entstandenen Ladungen pro kg Masse wirken

34
Q

Formel Ionendosis

A

J = Ladungen durch Ionisation / Masse (C/kg)

35
Q

Formel Dosisleistung

A

D = Energiedosis / Zeit (Sv/s)

36
Q

Definition Äquivalentdosis

A

kennzeichnet die biologische Wirkung der von einem Körper aufgenommenen Strahlungsenergie

37
Q

Formel Äquivalentdosis

A

Dq = q x D (Sv)

38
Q

Definition effektive Äquivalentdosis

A

kennzeichnet zusätzlich zur Äquivalentdosis die unterschiedliche Empfindlichkeit der Organe gegenüber der ionisierenden Strahlung

39
Q

Formel effektive Äquivalentdosis

A

D(eff) = w(T) x Dq

40
Q

kosmische Strahlung

A
  • hochenergetische Teilchenstrahlung

- besteht aus Protonen, vollständig ionisierten Atomen und freien Elektronen

41
Q

Antiteilchen

A
  • gleiche Masse, Lebensdauer und Spin

- unterschiedliche Ladung, magnetisches Moment und ladungsartige Quantenzahlen

42
Q

Annihilation

A

Aufeinandertreffen von Materie und Antimaterie -> gegenseitige Vernichtung unter Aussendung von Photonen

43
Q

Paarbildung

A

Umwandlung eines Photons in ein Elektron und ein Positron

44
Q

1 Gray

A

= 1 J/kg

= 1 Sv

44
Q

1 Becquerel

45
Q

Massendefekt

A

Unterschied zwischen der Masse aller Nukleonen und der tatsächlichen (kleineren) Masse des Atomkerns

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