Java/Zufallszahl und Elementarteilchen und Radioaktiver Zerfall/Radioaktivität: Unterschied zwischen den Seiten

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Henri Becquerel war ein Physiker, der sich im späten 19. Jahrhundert mit Floureszenz (also der Eigenschaft von Körpern, dass sie nach Bestrahlung selber beginnen zu strahlen) beschäftigte. Dabei untersuchte er Uransalze.
==Eine einfache Methode, die eine Zufallszahl zurückgibt==


<source lang="java">
Da der Physiker Röntgen 1895 seine Entdeckung der Röntgenstrahlung, die bestimmte Materialien durchdringen kann, veröffentlichte, war Becquerel motiviert, sich selber mit Röntgenstrahlung zu beschäftigen.  
    // gibt eine Zufallszahl zwischen 1 und pMaximum zurück
    public int gibZufallszahl(int pMaximum) {
        return  (int) ((Math.random()*pMaximum)+1);
    }
</source>


==Erläuterung==
Seine Vermutung war, dass seine Uransalze, wenn er sie von der Sonne bestrahlen ließ, Röntgenstrahlung aussenden würden. Nachweisen wollte er dies, indem er eine Fotoplatte lichtdicht in schwarzer Pappe verpackt hat. Wenn er nun Uransalz von der Sonne bestrahlen ließe und dieses daher anfangen würde, Röntgenstrahlung auszusenden, dann würde diese trotz der schwarzen Pappen auf der Fotoplatte ankommen, was dann auf der Fotoplatte sichtbar sein müsste.
{{Zitat|
Random kann zur Erzeugung von '''Pseudozufallszahlen''' benutzt werden. Die '''statische''' Funktion '''Math.random()''' macht z.B. direkt Gebrauch davon. Random erzeugt eine Pseudo-Zufallszahl, d.h. keine richtige Zufallszahl. Der Unterschied liegt darin, daß zwei Random-Instanzen, wenn sie direkt gleichzeitig gestartet werden, genau die gleichen Zufallszahlen erzeugen (was bei "echten" Zufallszahlen nicht der Fall wäre. Um dieses Manko abzuschalten gibt es eine abgeleitete Klasse '''SecureRandom''', die "echte" Zufallszahlen mit anderen numerischen Algorithmen erstellt als Random. Random benutzt einen 48-Bit großen Startwert ("seed") zur Erzeugung der Zufallszahlen. Die Zufallszahlen liegen immer im Bereich zwischen 0.0 und 1.0.
|http://de.wikibooks.org/wiki/Java_Standard:_Random}}


==Zufallszahl==
{{Box
{{Zitat wpde|
|Aufgaben 3.1: Versuch von Becquerel
Als Zufallszahl wird das Ergebnis von speziellen Zufallsexperimenten bezeichnet.
|Sieh dir die Animation zu Becquerels Versuch an.  
 
https://www.leifiphysik.de/kern-teilchenphysik/radioaktivitaet-einfuehrung/downloads/henri-becquerel-uransalz-auf-fotoplatte-animation}}
Zufallszahlen werden bei verschiedenen Methoden der Statistik benötigt, z. B. bei der Auswahl einer repräsentativen Stichprobe aus einer Grundgesamtheit, bei der Verteilung von Versuchstieren auf verschiedene Versuchsgruppen (Randomisierung), bei der Monte-Carlo-Simulation u. a.
|Arbeitsmethode
 
}}
Zur Erzeugung von Zufallszahlen gibt es verschiedene Verfahren. Diese werden als Zufallszahlengeneratoren bezeichnet. Ein entscheidendes Kriterium für Zufallszahlen ist, ob das Ergebnis der Generierung als unabhängig von früheren Ergebnissen angesehen werden kann oder nicht.
 
Echte Zufallszahlen werden mit Hilfe physikalischer Phänomene erzeugt: Münzwurf, Würfel, Roulette, Rauschen elektronischer Bauelemente, radioaktive Zerfallsprozesse oder quantenphysikalische Effekte. Diese Verfahren nennen sich physikalische Zufallszahlengeneratoren, sind jedoch zeitlich oder technisch recht aufwändig.


In der realen Anwendung genügt häufig eine Folge von Pseudozufallszahlen, das sind scheinbar zufällige Zahlen, die nach einem festen, reproduzierbaren Verfahren erzeugt werden. Sie sind also nicht zufällig, da sie sich vorhersagen lassen, haben aber ähnliche statistische Eigenschaften (gleichmäßige Häufigkeitsverteilung, geringe Korrelation) wie echte Zufallszahlenfolgen. Solche Verfahren nennt man Pseudozufallszahlengeneratoren.
|Zufallszahl|31.10.2006}}


{{Übung|
{{Box
* Erläutern Sie den Unterschied zwischen eine Zufallszahl und einer Pseudozufallszahl.
|Aufgaben 3.2: Versuchsprotokoll für Becquerel
* Erarbeiten Sie Kriterien für einen "geeignete" Zufallszahlgenerator und prüfen Sie, ob bei Java diese Kriterien erfüllt sind.
|Fülle das Versuchsprotokoll für Henri Becquerel aus.
* Implementieren Sie einen Lottozahlengenerator. Achtung: Wie lösen Sie das Problem, dass eine gezogene Zahl nicht wieder vorkommen darf?
|[[Datei:Versuchsprotokoll.jpg|mini]]
}}
}}
==Linkliste==
* [http://www.dpunkt.de/java/Referenz/Das_Paket_java.util/45.html Referenz Klasse java.util.Random]
* [http://www-i2.informatik.rwth-aachen.de/lufgi2/programmierung/uebungsblaetter/Zufall.java Zufall.java]
* [http://www.ags.uni-sb.de/~melis/Vorlesung/applets/Kniffel.html Ein einfaches Kniffelspiel]
* {{wpde|Zufallszahlengenerator|Zufallszahlengenerator}}
* {{wpde|Pseudozufallszahl|Pseudozufallszahl}}
==Siehe auch==
* [[Java]]
{{SORTIERUNG:Zufallszahl}}
[[Kategorie:Informatik]]
[[Kategorie:Java]]
[[Kategorie:Unterrichtsidee]]

Version vom 7. November 2023, 13:52 Uhr

Henri Becquerel war ein Physiker, der sich im späten 19. Jahrhundert mit Floureszenz (also der Eigenschaft von Körpern, dass sie nach Bestrahlung selber beginnen zu strahlen) beschäftigte. Dabei untersuchte er Uransalze.

Da der Physiker Röntgen 1895 seine Entdeckung der Röntgenstrahlung, die bestimmte Materialien durchdringen kann, veröffentlichte, war Becquerel motiviert, sich selber mit Röntgenstrahlung zu beschäftigen.

Seine Vermutung war, dass seine Uransalze, wenn er sie von der Sonne bestrahlen ließ, Röntgenstrahlung aussenden würden. Nachweisen wollte er dies, indem er eine Fotoplatte lichtdicht in schwarzer Pappe verpackt hat. Wenn er nun Uransalz von der Sonne bestrahlen ließe und dieses daher anfangen würde, Röntgenstrahlung auszusenden, dann würde diese trotz der schwarzen Pappen auf der Fotoplatte ankommen, was dann auf der Fotoplatte sichtbar sein müsste.


Aufgaben 3.1: Versuch von Becquerel

Sieh dir die Animation zu Becquerels Versuch an.

https://www.leifiphysik.de/kern-teilchenphysik/radioaktivitaet-einfuehrung/downloads/henri-becquerel-uransalz-auf-fotoplatte-animation

|Arbeitsmethode }}


Aufgaben 3.2: Versuchsprotokoll für Becquerel

Fülle das Versuchsprotokoll für Henri Becquerel aus.

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