Atomhülle und Kernphysik

Physik · Klasse 12 · mittel

Klasse 12
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Elektronen besetzen diskrete Energieniveaus. Beim Übergang wird ein Photon mit E = ΔE abgegeben. Zerfallsgesetz: N(t) = N₀ · (½)^(t : T½).

1Energieniveaus

ΔE = E₂ - E₁ = h · f

  1. a)Ein Elektron springt von -3,4 eV auf -13,6 eV. Welche Energie hat das Photon?
  2. b)Warum ist ein Linienspektrum ein Beweis für diskrete Niveaus?
  3. c)Was bedeutet Ionisierung?

2Zerfallsgesetz

N(t) = N₀ · (½)^(t : T½)

  1. a)T½ = 5 Tage. Wie viel Prozent sind nach 15 Tagen übrig?
  2. b)Von 3200 Kernen sind nach 3 Halbwertszeiten noch ____ übrig.
  3. c)Nach wie vielen Halbwertszeiten ist weniger als 1 % übrig?

3Kernreaktionen

E = m · c²

  1. a)Was passiert beim Alphazerfall mit Massen- und Ordnungszahl?
  2. b)Was passiert beim Betaminus-Zerfall?
  3. c)Was ist der Massendefekt und wofür steht er?

Elektronen besetzen diskrete Energieniveaus. Beim Übergang wird ein Photon mit E = ΔE abgegeben. Zerfallsgesetz: N(t) = N₀ · (½)^(t : T½).

1Energieniveaus

ΔE = E₂ - E₁ = h · f

  1. a)Ein Elektron springt von -3,4 eV auf -13,6 eV. Welche Energie hat das Photon?ΔE = 13,6 - 3,4 = 10,2 eV
  2. b)Warum ist ein Linienspektrum ein Beweis für diskrete Niveaus?Nur bestimmte Energiedifferenzen kommen vor, deshalb nur bestimmte Linien statt eines durchgehenden Bandes.
  3. c)Was bedeutet Ionisierung?Das Elektron erhält so viel Energie, dass es den Atomverband ganz verlässt.

2Zerfallsgesetz

N(t) = N₀ · (½)^(t : T½)

  1. a)T½ = 5 Tage. Wie viel Prozent sind nach 15 Tagen übrig?15 Tage = 3 Halbwertszeiten(½)³ = ⅛ = 12,5 %
  2. b)Von 3200 Kernen sind nach 3 Halbwertszeiten noch ____ übrig.3200 : 8 = 400
  3. c)Nach wie vielen Halbwertszeiten ist weniger als 1 % übrig?Nach 7 Halbwertszeiten (0,78 %).

3Kernreaktionen

E = m · c²

  1. a)Was passiert beim Alphazerfall mit Massen- und Ordnungszahl?Massenzahl sinkt um 4, Ordnungszahl um 2 — ein Heliumkern verlässt den Kern.
  2. b)Was passiert beim Betaminus-Zerfall?Ein Neutron wird zum Proton, die Ordnungszahl steigt um 1, die Massenzahl bleibt gleich.
  3. c)Was ist der Massendefekt und wofür steht er?Der Kern ist leichter als die Summe seiner Bausteine; die fehlende Masse steckt als Bindungsenergie im Kern (E = m · c²).
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