Kernphysik Flashcards
Wofür steht A, Z und X bei der Bezeichnung eines Atoms? Nenne dazu die Positionen bei der Schreibweise.
A = Massenzahl
A = N + Z
Z = Protonen
A über Z -> X
Was ist die Größenordnung der Elektronenwolke eines Atoms?
10^-10m
Was ist die Größenordnung eines Atomkerns?
10^-15m
Welche Kraft wirkt auf Kern und Elektron? Nenne Proportionalitäten.
Coulomb-Kraft.
Proportional zur Ladung und antiproportional zum Abstandsquadrat.
Wofür können Streuexperimente genutzt werden?
Zur Strukturaufklärung.
Zeichne die Skizze zum Streuexperiment.
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Zum Streuexperiment: wie bekommt man r(χ)?
Durch Energieerhaltung und Drehimpulserhaltung.
E = 1/2mr’^2 + L^2/2mr^2 + V(r)
Was ist das Rutherford Experiment und welche Beobachtungen sah man?
Alpha-Teilchen-Beschuss auf Goldfolie.
Beobachtung: z.T. Rückstreuung.
Konsequenz: Nahezu die gesamte Masse des Atoms muss im Kern konzentriert sein.
Nenne die Beiträge im Weizsäcker-Bethe-Tröpfchenmodell.
- Volumenterm
- Oberflächenterm
- Coulombterm
- Symmetrieterm
- Paarungsterm
Was ist der Volumenterm?
Ausschnitt eines Volumens im Atom.
Paar-WW, nächster Nachbar.
Bindungsenergie negativ.
Was ist der Oberflächenterm?
Auf der Oberfläche gibt es weniger Nachbarn. Die Bindung ist nicht so stark.
Sie sind schwächer gebunden und haben eine positive Bindungsenergie.
Was ist der Coulombterm?
Z Protonen stoßen sich gegenseitig ab gemäß der Coulombenergie.
Der Beitrag ist positiv und ist proportional zum Quadrat der Protonenzahl und antiproportional zur dritten Wurzel der Oberfläche.
Was ist der Symmetrieterm?
Für A < 40 ist N ungefähr Z. Danach ist es nicht mehr proportional, der Zusammenhang flacht ab.
Für größere Kerne gibt es allerdings mehr Neutronen, um so den Coulombbeitrag zu minimieren.
Der Beitrag ist positiv.
Was ist der Paarungsterm?
gg Kerne sind besonders stabil, uu Kerne besonders instabil.
Für gg negativer Beitrag, für uu positiver Beitrag.
Was ist der Sinn hinter dem Weizsäcker-Bethe-Tröpfchenmodell?
Die Bindungsenergie E_B als Funktion der Nukleonenanzahl zu finden.
Was ist die Größenordnung der Bindungsenergie pro Nukleon eines Atomkerns?
Etwa 9 MeV.
Was macht Eisen (A = 52) so besonders bezogen auf die Bindungsenergie?
Die Bindungsenergie ist bei Eisen am höchsten.
Was ist die Größenordnung einer Kernspaltung?
Etwa 1000 MeV.
Wie sieht das Termschema aus für ein Nukleon in einem unendlich hohen Potentialtopf und Länge L?
Die Energien nehmen mit n^2 zu.
Was ist das Problem am unendlich hohen Potentialtopf? Warum ist es trotzdem in Ordnung?
Es eignet sich nicht besonders gut, um ein Kernpotential zu beschreiben.
Besser wäre ein kugelförmiger Potentialtopf endlicher Höhe.
Wenn man das macht, ist es sehr aufwändig und das Ergebnis ist fast identisch.
Zeichne das Modell mit zwei Töpfen, einen für N einen für P.
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