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Rutherford-Streuung

2015-07-09T18:31:27Z

Feynman01: /* Ernest Rutherford */

=Aufbau=
[[Datei:Versuchsaufbau.png|thumb|Versuchsaufbau]]α–Strahlen werden auf eine sehr dünn gewalzte Goldfolie geschossen. Um die Folie ist ein Fotoschirm aufgebaut.
=Beobachtung=
Ein Großteil der Teilchen fliegt geradlinig durch die Folie, ein Teil davon wird abgelenkt, beides wird durch ein kurzes Aufleuchten auf der Folie sichtbar.
=Deutung=
[[Datei:Deutung Rutherfordversuch.png|thumb|Versuchsablauf auf Atomebene]]Der Atomkern muss sehr klein sein und eine feste Masse besitzen!
=Ernest Rutherford=
*13.08.1871: Geburt
*19.10.1937: Tod
*1908: Nobelpreis für Chemie
*1911: Durchführung des Streuversuchs

Rutherford-Streuung

2015-07-09T18:30:23Z

Feynman01: Die Seite wurde neu angelegt: „=Aufbau= Versuchsaufbauα–Strahlen werden auf eine sehr dünn gewalzte Goldfolie geschossen. Um die Folie ist ein Fotosch…“

=Aufbau=
[[Datei:Versuchsaufbau.png|thumb|Versuchsaufbau]]α–Strahlen werden auf eine sehr dünn gewalzte Goldfolie geschossen. Um die Folie ist ein Fotoschirm aufgebaut.
=Beobachtung=
Ein Großteil der Teilchen fliegt geradlinig durch die Folie, ein Teil davon wird abgelenkt, beides wird durch ein kurzes Aufleuchten auf der Folie sichtbar.
=Deutung=
[[Datei:Deutung Rutherfordversuch.png|thumb|Versuchsablauf auf Atomebene]]Der Atomkern muss sehr klein sein und eine feste Masse besitzen!
=Ernest Rutherford=
*13.08.1871:Geburt
*19.10.1937:Tod
*1908: Nobelpreis für Chemie
*1911: Durchführung des Streuversuchs

Datei:Deutung Rutherfordversuch.png

2015-07-09T18:24:49Z

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Datei:Versuchsaufbau.png

2015-07-09T18:24:13Z

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Γ-Strahlung

2015-07-03T21:07:51Z

Feynman01: Die Seite wurde neu angelegt: „Die Gammastrahlung ist die dritte radioaktive Strahlung. Im Gegensatz zur α- und β-Strahlung handelt es sich bei der γ-Strahlung um eine elektromagnetische …“

Die Gammastrahlung ist die dritte radioaktive Strahlung. Im Gegensatz zur α- und β-Strahlung handelt es sich bei der γ-Strahlung um eine elektromagnetische Strahlung.
== Entstehung ==
=== Der Gammazerfall ===
Gammastrahlen entstehen, wie jede elektromagnetische Strahlung, dann, wenn ein Atom von einem Anregungszustand auf einen niedrigeren Anregungszustand oder auf den Grundzustand zurück fällt. Diese Anregung des Atoms kann auf verschiedene Weisen geschehen. Meist wird das Atom durch einen Alpha- oder Betazerfall angeregt. Wenn das Atom dann in einen niedrigeren Anregungszustand zurückfällt wird ein γ-Photon emittiert.
=== Energie der Photonen ===
Die Gammastrahlung schließt sich mit ihrem Wellenlängenbereich in etwa an die Röntgenstrahlung an. Die γ-Photonen haben eine Energie von über 200keV.
== Wirkung ==
Wie alle radioaktiven Strahlungen wirkt die γ-Strahlung auf ihr Umgebung ionisierend. Sie lässt sich aber im Gegensatz zu den anderen beiden Strahlungen nur durch mehrere Zentimeter dickes Blei absorbieren. Da die γ-Photonen ungeladen sind, lässt sich die Strahlung auch nicht ablenken.
== Verwendung in der Medizin ==
In der Medizin wird die Gammastrahlung im Rahmen der Strahlentherapie zur Bekämpfung von Krebs und Tumoren verwendet. Durch ihre ionisierende Wirkung tötet sie dabei die Tumorzellen ab.
== Entdeckung ==
Die Gammastrahlung als eigene Komponente der radioaktiven Strahlung wurde 1900 von Paul Villard entdeckt. Der Begriff Gammastrahlung stammt von Ernst Rutherford

Äquivalenz von Masse und Energie

2015-07-03T20:25:37Z

Feynman01: Die Seite wurde neu angelegt: „ Mit der Äquivalenz von Masse und Energie bezeichnet man den Zusammenhang zwischen Masse und Energie, der sich in der bekannten Formel der Relativitätstheori…“

Mit der Äquivalenz von Masse und Energie bezeichnet man den Zusammenhang zwischen Masse und Energie, der sich in der bekannten Formel der Relativitätstheorie <math> E = mc^{2}</math> ausdrückt. Entdeckt wurde dieser Zusammenhang 1905 von Albert Einstein.
== Bedeutung ==
Die Äquivalenz von Masse und Energie besagt im Wesentlichen, dass Masse und Energie nicht voneinander unabhängig sind, sondern sich gegenseitig bedingen. Ein energiereicher Körper ist demnach schwerer als derselbe energieärmere Körper. Da der Faktor c (Lichtgeschwindigkeit) in der Gleichung der Relativitätstheorie jedoch sehr groß ist, macht sich dieser Massenunterschied im Alltag kaum von Bedeutung. In der Kernphysik macht sich die Äquivalenz von Masse und Energie weitaus mehr bemerkbar.
=== Bindungsenergie der Nukleonen ===
Da zum Bilden eines Atoms die nötige Bindungsenergie aufgewandt werden muss, geht die Bildung mit einem Massenverlust einher. Die Masse eines Atoms ist kleiner als die Masse seiner freien Einzelbausteine. Mit <math> E = mc^{2}</math> lässt sich mit dem Massenunterschied von Einzelbausteinen und Atom die Bindungsenergie eines Atoms berechnen: <math>E_{Bind} = ((O * m_{Proton} + O * m_{Elektron} + (M-O) * m_{Neutron})- m_{Atom})* c^2</math>, wobei O die Ordnungszahl und M die Massenzahl seien.
=== Energiefreisetzung bei der Kernspaltung und Kernfusion ===
Bei der Kernspaltung ist die Masse der Spaltkerne und der frei werdenden Neutronen geringer als die des Ursprungskerns. Das zieht nach der Äquivalenz von Masse und Energie die Abgabe von Energie (kinetische Energie der Spaltprodukte) nach sich. Ähnlich verhält es sich bei der Kernfusion. Auch hier ist der fusionierte meist Kern leichter als die beiden Ausgangskerne und es wird Energie freigesetzt. Allerdings gibt es auch endotherme Fusionen, bei denen die Produkte schwerer als die Edukte sind, und Energie aufgenommen wird. (genaueres siehe [[Energiebilanz bei Kernspaltung und Kernfusion]])
== Geschichtliches ==
Vor Einsteins Zeit war man lange der Meinung, dass zwei Erhaltungssätze gelten würden: Der Energieerhaltungssatz und der Massenerhaltungssatz. Fusion und Spaltung widersprechen jedoch deutlich beiden Sätzen, da die Masse abnimmt und scheinbar neue Energie entsteht. Die Lösung ist die Äquivalenz von Masse und Energie, denn nach ihr sind Masse und Energie Ausdruck des Selben. Die verlorene Masse wird in Energie umgewandelt. 

Bereits ab 1880 entstanden mehrere Ideen von einem Zusammenhang von Masse, Energie und Lichtgeschwindigkeit. 

1905 entwickelte Albert Einstein die Idee der Äquivalenz von Masse und Energie als Teil seiner Relativitätstheorie. 

Einsteins Formel <math> E = mc^{2}</math> hatte im Gegensatz zur weit verbreiteten Meinung nicht zum Bau der Atombombe beigetragen. Sie war für deren Entwicklung irrelevant. Einstein wirkte nur politisch, nicht wissenschaftlich am Bau der Bombe mit.

Β-Strahlung

2015-07-02T19:31:38Z

Feynman01:

Die β-Strahlung ist eine der drei radioaktiven Strahlungen. Sie entsteht bei einem β-Zerfall, einem radioaktiven Zerfall, und existiert in zwei Formen: β+- und β--Strahlung. Wie alle radioaktiven Strahlungen wirkt sie auf ihre Umgebung ionisierend.
== β-Zerfall ==
Anhand der ausgesandten Teilchen wird zwischen β+-Zerfall und β--Zerfall unterschieden. [[Datei:Betazerfall.PNG|thumb|Schematische Darstellung des Betazerfalls]]
Der β - -Zerfall tritt dabei weitaus häufiger auf.
=== β--Zerfall ===
Beim β--Zerfall wird im Atomkern ein Neutron in ein Proton umgewandelt. Dabei entstehen ein Elektron und ein Antineutrino, die beide den Kern verlassen. Das ausgesandte Elektron wird als β--Strahlung bezeichnet. Da der Kern nun ein Proton mehr enthält wird er zum Element mit der um eins höheren Ordnungszahl.
=== β+-Zerfall ===
In Proton-reichen Atomkernen kann sich auch ein Proton in ein Neutron umwandeln, wobei ein Positron und ein Neutrino freigesetzt werden. Im Gegensatz zum Elektron bei der β--Strahlung wird das Positron als β+-Strahlung bezeichnet. Hier wird Atom durch das umwandeln eines Protons zum Element mit der um 1 niedrigeren Ordnungszahl.
== Eigenschaften ==
=== Abschirmung ===
β-Strahlen lassen sich durch mit einem mehrere Millimeter dickem Absorber (z.B. Aluminium ) größtenteils abschirmen. In der Luft haben die Strahlen je nach zerfallendem Element eine Reichweite von wenigen Zentimetern bis hin zu einigen Metern.
=== Ablenkung ===
Da die Betastrahlung aus geladenen Teilchen besteht, lässt sie sich durch ein Magnetfeld ablenken.

Β-Strahlung

2015-07-02T19:30:37Z

Feynman01:

Die β-Strahlung ist eine der drei radioaktiven Strahlungen. Sie entsteht bei einem β-Zerfall, einem radioaktiven Zerfall, und existiert in zwei Formen: β+- und β--Strahlung. Wie alle radioaktiven Strahlungen wirkt sie auf ihre Umgebung ionisierend.
== β-Zerfall ==
Anhand der ausgesandten Teilchen wird zwischen β+-Zerfall und β--Zerfall unterschieden.
[[Datei:Betazerfall|miniatur|Schematische Darstellung des Betazerfalls]]
Der β - -Zerfall tritt dabei weitaus häufiger auf.
=== β--Zerfall ===
Beim β--Zerfall wird im Atomkern ein Neutron in ein Proton umgewandelt. Dabei entstehen ein Elektron und ein Antineutrino, die beide den Kern verlassen. Das ausgesandte Elektron wird als β--Strahlung bezeichnet. Da der Kern nun ein Proton mehr enthält wird er zum Element mit der um eins höheren Ordnungszahl.
=== β+-Zerfall ===
In Proton-reichen Atomkernen kann sich auch ein Proton in ein Neutron umwandeln, wobei ein Positron und ein Neutrino freigesetzt werden. Im Gegensatz zum Elektron bei der β--Strahlung wird das Positron als β+-Strahlung bezeichnet. Hier wird Atom durch das umwandeln eines Protons zum Element mit der um 1 niedrigeren Ordnungszahl.
== Eigenschaften ==
=== Abschirmung ===
β-Strahlen lassen sich durch mit einem mehrere Millimeter dickem Absorber (z.B. Aluminium ) größtenteils abschirmen. In der Luft haben die Strahlen je nach zerfallendem Element eine Reichweite von wenigen Zentimetern bis hin zu einigen Metern.
=== Ablenkung ===
Da die Betastrahlung aus geladenen Teilchen besteht, lässt sie sich durch ein Magnetfeld ablenken.

Datei:Betazerfall.PNG

2015-07-02T19:26:09Z

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Β-Strahlung

2015-07-02T18:14:17Z

Feynman01:

Die β-Strahlung ist eine der drei radioaktiven Strahlungen. Sie entsteht bei einem β-Zerfall, einem radioaktiven Zerfall, und existiert in zwei Formen: β+- und β--Strahlung. Wie alle radioaktiven Strahlungen wirkt sie auf ihre Umgebung ionisierend.
== β-Zerfall ==
Anhand der ausgesandten Teilchen wird zwischen β+-Zerfall und β--Zerfall unterschieden. Der β - -Zerfall tritt dabei weitaus häufiger auf.
=== β--Zerfall ===
Beim β--Zerfall wird im Atomkern ein Neutron in ein Proton umgewandelt. Dabei entstehen ein Elektron und ein Antineutrino, die beide den Kern verlassen. Das ausgesandte Elektron wird als β--Strahlung bezeichnet. Da der Kern nun ein Proton mehr enthält wird er zum Element mit der um eins höheren Ordnungszahl.
=== β+-Zerfall ===
In Proton-reichen Atomkernen kann sich auch ein Proton in ein Neutron umwandeln, wobei ein Positron und ein Neutrino freigesetzt werden. Im Gegensatz zum Elektron bei der β--Strahlung wird das Positron als β+-Strahlung bezeichnet. Hier wird Atom durch das umwandeln eines Protons zum Element mit der um 1 niedrigeren Ordnungszahl.
== Eigenschaften ==
=== Abschirmung ===
β-Strahlen lassen sich durch mit einem mehrere Millimeter dickem Absorber (z.B. Aluminium ) größtenteils abschirmen. In der Luft haben die Strahlen je nach zerfallendem Element eine Reichweite von wenigen Zentimetern bis hin zu einigen Metern.
=== Ablenkung ===
Da die Betastrahlung aus geladenen Teilchen besteht, lässt sie sich durch ein Magnetfeld ablenken.

Β-Strahlung

2015-06-30T18:47:14Z

Feynman01: Die Seite wurde neu angelegt: „Die β-Strahlung ist eine der drei radioaktiven Strahlungen. Sie entsteht bei einem β-Zerfall, einem radioaktiven Zerfall, und existiert in zwei Formen: β<su…“