Atom- und Kernphysik

  1. mittlere Atommasse berechnen
    Isotop1*Prozentzahl+Isotop2*Prozentzahl
  2. 1. Bohr'sches Postulat
    Elektronen müssen auf erlaubten Bahnen die Kohärenzbedingung erfüllen: Wellenlänge muss Vielfaches des Kreisumfangs sein
  3. Welle-Teilchen-Dualismus
    • E=mc2=hν
    • Jedem Teilchen mit dem Impuls p kann die de Broglie Wellenlänge λ zugeordnet werden
  4. 2. Bohr'sches Postulat
    • Beschleunigte Elektronen strahlen elektromagnetische Wellen ab und verlieren dabei Energie
    • aber Elektronen auf ihren erlaubten Bohr'schen Bahnen strahlen nicht
  5. Anregen eines Elektrons
    lässt das Elektron innerhalb kürzester Zeit zurückfallen und ein Proton frei werden
  6. Pauliprinzip
    • zwei Elektronen können nicht in allen 4 Quantenzahlen übereinstimmen
    • nur asymmetrische Wellenfunktion ist stabil
  7. Quantenzahlen
    • Hauptquantenzahl n = Energieniveau
    • Nebenquantenzahl l = Betrag des Bahndrehimpuls
    • Magnetquantenzahl = Richtung des Bahndrehimpuls
    • Spinquantenzahl s = Richtung des Eigendrehimpuls
  8. Hauptquantenzahl
    • Elektron kann nur bestimmte Energieniveaus annehmen
    • Es gibt Grundzustand ungleich 0
  9. Nebenquantenzahl
    • n-1
    • die Orbitale
    • 2n²
  10. 3. Bohr'sches Postulat
  11. Unschärferelation
    • Elektronen = Wellen
    • daraus folgt: Energie bekannt, aber nicht der Ort, da sie im Ortsraum ausgebreitet sind
    • Elektronen können nur in Wahrscheinlichkeiten in einem bestimmten Raum auftreten = Orbital
  12. Max. Besetzung einer Schale mit Elektronen
    2(2l+1)
  13. Wirkungsweise des Lasers
    räumlich und zeitlich kohärentes, monochromatisches Licht
  14. Metastabiler Zustand
    Nach dem optischem Pumpen von Elektronen auf ein höheres Niveau fallen sie auf einen stabileren Zustand in einem niedrigeren Niveau zurück, den metastabilen Zustand
  15. Resonante, stimulierte Emission
    es wird nicht gewartet, bis ein Niveau spontan zerfällt, sondern ein Photon der gleichen Frequenz beschleunigt den Zerfall und vermehrt die Zahl der Photonen mit der gleichen Frequenz
  16. Laserklassen
    • 1 zugängliche Laserstrahöung ist ungefährlich
    • 2 ist im sichtbaren Spektralbereich, für 0,25s fürs Auge ungefährlich
    • 3A ist gefährlich fürs Auge, wenn der Strahlungsquerschnitt verkleinert wird
    • 3B ist fürs Auge und evtl die Haut gefährlich
    • 4 sehr gefährlich, auch diffus gestreut kann gefährlich sein
  17. Neutron
    1x Up, 2x Down
  18. Proton
    2x Up, 1x Down
  19. Kernwechselwirkung
    • sehr stark, 10³x so stark wie Coulomb-Wechselwirkung
    • kurzreichweitig, nur innerhalb des Kerns, 4 fm
    • unabhängig vom Ladungs-/Quarkszustand der Nukleonen
    • wesentlich komplexer als Coulomb-Wechselwirkung
  20. nukleare Bindungsenergie
    B=(ZMp+NMn-M)c²
  21. Massendefekt
    Energie, die aufgewandt werden muss, um einen Kern zu spalten/Gewinn an Energie, wenn Nukleonen sich zu einem Kern verschmelzen
  22. Kernreaktion
    • Wechselwirkungen/Nukleon für 58Fe am größten, für kleinere: Kernfusion, für größere: Kernspaltung
    • Unterscheidung der emitierten Strahlung durch (elektro-)magnetische Felder
  23. Spontaner Zerfall
    • wenn Kern instabil ist
    • Kern geht in einen energetisch niedrigeren Zustand mit höherer Bindungsenergie über
  24. Induzierter Zerfall
    nach Beschuss des Kerns
  25. β--Zerfall
    • bei Neutronenüberschuss
    • n>p+e-+e+
    • Masse
    • Leptonenzahl
    • Ladung
    • Spin
  26. β+-Zerfall
    • bei Protonenüberschuss
    • p>n+e-+e+
    • Masse
    • Leptonenzahl
    • Ladung
    • Spin
  27. α-Strahlung
    • Emission von stabilen Helium-Kernen
    • AZKN>A-4Z-2KN-2+42He2
  28. Isotone, Isobare, Isotope
    • Isotone: gleiche Neutronenzahl
    • Isobare: gleiche Massenzahl
    • Isotope: gleiche Protonenzahl
  29. γ-Strahlung
    • Kern rotiert häufig nach Zerfall
    • erst durch Aussenden energiereicher elektromagnetischer Strahlung kommt der radioaktive Kern zur Ruhe
    • Konkurrenzprozess: Innere Konversion
  30. N(t)
    Zahl der radioaktiven Zerfälle zur Zeit t
  31. dN
    Zahl der radioaktiven Zerfälle in einem Zeitintervall t-(t+dt)
  32. N(t)-dN
    Zahl der nach t+dt verbliebenen aktiven Kerne
  33. Aktivität des radioaktiven Zerfalls
    • langlebige Isotope mit kleinem λ (große Lebensdauer) haben eine kleine Aktivität
    • kurzlbige Isotope mit großem λ haben eine große Aktivität
    • Zahl der Zerfälle pro Zeiteinheit
  34. EC
    • Electron Capture
    • Einfangen eines Elektrons
    • Rückwirkung vom β--Zerfall
  35. Quellen für radioaktive Isotope
    • terristisch
    • kosmisch
    • zivilisatorisch
  36. Röntgenstrahlung
    • beschleunigte Elektronen treffen auf Anode und werden abgebremst
    • Härte der Röntgenstrahlung durch Anodenspannung kontrolliert
    • wenn Elektronen dabei ihre gesamte Energie abgeben: Röntgenbremsstrahlung (Elektron wird vollkommen in Energie umgewandelt)
    • Entfernung eines Elektrons in einer inneren Schale (charakteristische Röntgenstrahlung)
    • Röntgenstrahlung von schweren Atomen haben höhere Energie
  37. Radiowellen
    10-³
  38. Mikrowellen
    10-2
  39. Infrarot
    10-5
  40. Ultraviolet
    10-8
  41. Röntgenstrahlung
    10-10
  42. Gammastrahlung
    10-12
  43. elektromagnetische Strahlung - Eigenschaften
    • Form des Energietransfers über elektromagnetische Wellen
    • breitet sich in alle Richtungen geradlinig mit Lichtgeschwindigkeit aus
    • Eigenschaften von elektr. & magnet. Feldern
    • Amplitude
    • Wellenlänge
    • Periode
    • Frequenz
  44. Lichtgeschwindigkeit
    c=λν
  45. Gammastrahlung: Rayleigh-Streuung
    • Schwingung des gesamten Atoms
    • kein Wechsel des Energizustandes, keine Ionisation, kein Enerieverlust
  46. Gammastrahlung: Compton-Streuung
    • Interaktion Photon-Valenzelektron
    • Ionisation
    • Photon gestreut, das weitere Wechselwirkung eingehen kann
  47. Gammastrahlung: photoelektrischer Effekt
    • Ionisierung
    • Gesamtenergie eines Photons auf Elektron innerer Schale übertragen
    • Kaskadenartiger Sprung der äußeren Elektronen in die innere Schale
    • Photonenergie>Bindungsenergie Elektron
  48. Masse Proton/Neutron
    1,67*10-24g
  49. Masse Elektron
    9,1*10-28g
Author
Bibi
ID
327882
Card Set
Atom- und Kernphysik
Description
Klausurrelevantes zu Atom- und Kernphysikvorlesungen
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