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Der Rutherfordscher Streuversuch und der Atomkernradius

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by

János Somogyi

on 12 April 2013

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Transcript of Der Rutherfordscher Streuversuch und der Atomkernradius

Der Rutherfordscher Streuversuch α-Präparat α-Teilchen Blende hautdünne Goldfolie Leuchtschirm He 4 2 + + 2+ positive Ladung konzentriert sich im Atomkern die anziehende oder abstoßende Kraft zwischen Ladungen + + » in nächster Nähe wird die Coulumbkarft groß genug zur Ablenkung bisher: + - - - - - - - - - - » das "Rosinenkuchenmodell" nach Thomson jetzt: + - - - - - - - - Berechnung der Coulombkraft: Folgerungen: F = k• Q•q r 2 k = 1 4π•ε 0 ; = 9•10 Nm C 9 2 -2 + - - - ähnlich zum Newtonschen Gravitationsgesetz:

G = γ• M•m r 2 ( ) diese Kraft lehnt also die Alpha-Teilchen ab + - - - - - - - - + + F bei größerer Energie + - - - - - - - - + + ??? Die Kernkraft: hält Nukleonen (Protonen+Neutronen) zusammen • -15 anziehend ladungsunabhängig viel stärker als Coulombkraft kurzreichweitig (s<2 10 m) in Kraftwerken bei der Spaltung ausgenutzt ( ! Coulombkraft auch abstoßend) + { r = ? Berechnung des Kernradius': Konzept Rutherfords: 1) δ Bei = 180° kommt das Alpha-Teilchen am nächsten zum Atomkern, wobei der Energieansatz gilt: W_kin »» W_pot δ + + + δ = 180° } r Coulombkraft Berechnung des Kernradius': Näherung anhand mehrerer Streuversuche 2) als Näherung stellte sich heraus:
der Radius hängt alleine von der Massenzahl A ab größere Energie » nähere Berechnung heutzutage mit Teilchenbeschleunigern: Erzeugung von α-Teilchen mit W = 24 MeV (statt Rutherfords 7,7 MeV) so kommen die α-Teilchen näher zum Atomkern + + + δ = 180° } r Coulombkraft } diese Lücke wird kleiner größer geht gar nicht, da die Kernkraft manche α-Teilchen verschluckt rechnet man statt 7,7 MeV mit 24 MeV kommt raus: r = 9,7•10 m -15 heutzutage genaueste Berechnung Radius » Volumen » Dichte warum das interessant ist: die Größe: entspricht 150.000 PKWs in einem Kubikmillimete alle Kerne sind (unabhängig von A) gleich dicht » sie sind unkomprimierbar
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