Elementarteilchen und Radioaktiver Zerfall/Der Aufbau eines Atoms und Elementarteilchen und Radioaktiver Zerfall: Unterschied zwischen den Seiten

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=='''Lernpfad zu Elementarteilchen und radioaktiven Zerfall'''==
Du hast bestimmt schon mitbekommen, wie sich in deinem Umfeld über "Atomenergie" oder "Kernenergie" unterhalten wird. Bestimmt hast du auch schon mitbekommen, dass über diese Energie viel diskutiert wird und sie mit Risiken verbunden ist.


Schon im antiken Griechenland haben sich Philosophen Gedanken zum Aufbau der Materie gemacht. Aus dieser Zeit stammt der Begriff des Atoms. Er leitet sich vom griechischen "atomos" ab, was übersetzt etwa so viel wie "nicht spaltbar" bedeutet. Die alten Griechen sind früher also davon ausgegangen, dass Materie aus kleinsten Teilchen mit dem Namen Atom bestehen und dass diese Atome der Materie ihre Eigenschaften geben.  
Dieser Lernpfad wird dir ermöglichen, Begriffe aus der '''Atom- und Kernphysik''' besser einordnen zu können. Du wirst mit verschiedenen Beispielen und Aufgaben konfrontiert, um dein Wissen in diesem Bereich zu erweitern.  


Den Gedanken der "Nichtspaltbarkeit" kann man verstehen, wenn man sich z.B. einen Eisenwürfel vorstellt, den man halbiert. Dann stellt man sich vor, wie man die Hälfte des Eisenwürfels erneut halbiert. So macht man immer wieder weiter. Nach den Gedanken der alten Griechen ist dieses Verfahren nicht unendlich lang weiterführbar, weil man irgendwann nur noch das '''nicht spaltbare''' kleinste Eisenteil, '''das Eisenatom''', übrig hat.
In der Zeit, die du im Unterricht an dem Lernpfad arbeitest, steht dir dein Lehrer/deine Lehrerin tatkräftig zur Seite. Nutze das!


Etwa zwei Jahrtausende später entdeckt der Physiker '''J. J. Thomson''' die negativ geladenen Elektronen, die um ein Vielfaches kleiner sind als das Atom selbst. Außerdem gibt es Gründe zur Annahme, dass Elektronen Teil jedes Atoms sind. Das Bild der unteilbaren Atome ist erschüttert.
Es stellt sich eine Frage:  ''Wenn Atome insgesamt elektrisch neutral geladen sind, aber elektrisch negativ geladene Elektronen beinhalten, was für Teilchen existieren dann noch im Atom, um die negative Ladung auszugleichen?''


Das motivierte viele Physiker und ein neues Forschungsgebiet entstand. Sie versuchten, ein Modell für den Aufbau der Atome zu erstellen.
=='''Hinweise zur Bearbeitung eines Lernpfades'''==
Ein erstes Modell kam von J. J. Thomson selbst. Er modellierte das Atom wie den Teig von Rosinenkuchen: ''Ein Atom sei laut Thomson ein Kügelchen gewesen, in dem Masse und positive Ladung gleichmäßig verteilt sind. In diesem Kügelchen eingebettet sind wie Rosinen im Kuchenteig die punktförmigen, negativ geladenen Elektronen''.


Der Physiker Ernest Rutherford wollte 1911 das Modell Thomsons überprüfen. Dazu führte er seinen bekannten Streuversuch durch. Er wird auf der Skizze dargestellt.
1. Auch wenn dieser Lernpfad digital ist, kann es für viele Aufgaben hilfreich sein, sich handschriftliche Notizen zu machen.  
In dem Versuch schoss er positiv geladene Alpha-Teilchen auf eine dünne Goldfolie.


Um die Goldfolie herum war ein Leuchtschirm. Er begann an den Stellen zu leuchten, wo er von Alpha-Teilchen getroffen wurde. So ließen sich Aussagen über die Bewegungsbahn der einzelnen Alpha-Teilchen treffen.
2. Alle Ergebnisse des Lernpfads sollten gesichert werden. Schreibe deine Ergebnisse auf, ordne sie in deinen Ordner ein und mache Screenshots von Lückentexten und Apps auf der Seite, die du auch deinem Ordner hinzufügst!
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[[Datei:Rutherford-Streuversuch.jpg|Rutherford-Streuversuch.jpg]]


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3. Das Anfertigen von Screenshots ist insbesondere deswegen wichtig, weil diese Seite '''deine Ergebnisse nicht speichern wird!'''


4. Dein Lehrer hat Lösungen zu den Aufgaben. Wenn du mit einem Abschnitt fertig bist, dann sprich ihn an, damit du deine Ergebnisse überprüfen kannst.


 
5. Diese Seite kann immer wieder benutzt werden, um sich zum Beispiel für einen Test vorzubereiten, oder weil man sein Wissen aus Interesse auffrischen möchte.
==Simulation des Versuchs von Rutherford==
Der Versuchsaufbau Rutherfords wird in der obigen Abbildung dargestellt. In der Simulation wird dargestellt, was bei dem Versuch auf atomarer Ebene passiert. Dabei wird im Rosinenkuchenatom gezeigt, wie der Versuch laufen würde, wenn Thomsons Modell stimmt und im Rutherfordatom, was tatsächlich beobachtet wurde. '''Führe den Versuch Rutherfords in der Simulation unter dem folgenden Link mit dem Rutherford-Atom durch.'''
 
 
https://phet.colorado.edu/sims/html/rutherford-scattering/latest/rutherford-scattering_all.html?locale=de
 
 
 
 
 
{{Box
|Aufgaben 1.1: Auswertung des Versuchs
|'''Beschreibe deine Beobachtung beim Rutherford-Atom''', indem du den Satzanfängen das passende Ende zuordnest
|Arbeitsmethode
}}
 
<div class="lueckentext-quiz">
Die meisten Alpha-Teilchen '''bewegen sich unverändert weiter.'''
 
Ein paar Alpha-Teilchen '''werden leicht abgelenkt.'''
 
Wenige Alpha-Teilchen '''werden in ihre Herkunftsrichtung zurückgeworfen.'''
</div>
 
{{Box
|Aufgaben 1.2: Auswertung des Versuchs
|'''Erkläre,''' warum einige Alpha-Teilchen abgelenkt werden und andere nicht.
|Arbeitsmethode
}}
 
{{Box
|Aufgaben 1.3: Auswertung des Versuchs
|'''Deute,''' was das Verhalten der Alpha-Teilchen für den Aufbau des Atoms bedeutet.
|Arbeitsmethode
}}


== Lerneinheiten ==
== Lerneinheiten ==
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8. [[Zerfallsgesetz]]
8. [[Zerfallsgesetz]]
[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:Lernpfad]]
[[Kategorie:Sekundarstufe 1]]

Version vom 19. November 2023, 12:18 Uhr

Lernpfad zu Elementarteilchen und radioaktiven Zerfall

Du hast bestimmt schon mitbekommen, wie sich in deinem Umfeld über "Atomenergie" oder "Kernenergie" unterhalten wird. Bestimmt hast du auch schon mitbekommen, dass über diese Energie viel diskutiert wird und sie mit Risiken verbunden ist.

Dieser Lernpfad wird dir ermöglichen, Begriffe aus der Atom- und Kernphysik besser einordnen zu können. Du wirst mit verschiedenen Beispielen und Aufgaben konfrontiert, um dein Wissen in diesem Bereich zu erweitern.

In der Zeit, die du im Unterricht an dem Lernpfad arbeitest, steht dir dein Lehrer/deine Lehrerin tatkräftig zur Seite. Nutze das!


Hinweise zur Bearbeitung eines Lernpfades

1. Auch wenn dieser Lernpfad digital ist, kann es für viele Aufgaben hilfreich sein, sich handschriftliche Notizen zu machen.

2. Alle Ergebnisse des Lernpfads sollten gesichert werden. Schreibe deine Ergebnisse auf, ordne sie in deinen Ordner ein und mache Screenshots von Lückentexten und Apps auf der Seite, die du auch deinem Ordner hinzufügst!

3. Das Anfertigen von Screenshots ist insbesondere deswegen wichtig, weil diese Seite deine Ergebnisse nicht speichern wird!

4. Dein Lehrer hat Lösungen zu den Aufgaben. Wenn du mit einem Abschnitt fertig bist, dann sprich ihn an, damit du deine Ergebnisse überprüfen kannst.

5. Diese Seite kann immer wieder benutzt werden, um sich zum Beispiel für einen Test vorzubereiten, oder weil man sein Wissen aus Interesse auffrischen möchte.

Lerneinheiten

1. Der Aufbau eines Atoms

2. Kennzahlen von Atomkernen

3. Radioaktivität

4. Nachweis von Radioaktivität

5. Verschiedene Arten von Strahlung

6. Aktivität

7. Halbwertszeit

8. Zerfallsgesetz

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