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Beobachtungen zum ersten KEPLERschen Gesetz (Simulation)
Diese Simulation veranschaulicht die Beobachtungen, die zum ersten KEPLERschen Gesetz führen.
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Zum DownloadBeobachtungen zum zweiten KEPLERschen Gesetz (Simulation)
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Zum DownloadHerleitung des ersten KEPLERschen Gesetzes
Das erste KEPLERsche Gesetz lässt sich aus der Drehimpulserhaltung bei der Bewegung von Trabanten um Zentralkörper unter dem Einfluss der Gravitationskraft und dem Energieerhaltungssatz herleiten.
Das erste KEPLERsche Gesetz lässt sich aus der Drehimpulserhaltung bei der Bewegung von Trabanten um Zentralkörper unter dem Einfluss der Gravitationskraft und dem Energieerhaltungssatz herleiten.
Herleitung des zweiten KEPLERschen Gesetzes
Das zweite KEPLERsche Gesetz lässt sich aus der Drehimpulserhaltung bei der Bewegung von Trabanten um Zentralkörper unter dem Einfluss der Gravitationskraft herleiten.
Das zweite KEPLERsche Gesetz lässt sich aus der Drehimpulserhaltung bei der Bewegung von Trabanten um Zentralkörper unter dem Einfluss der Gravitationskraft herleiten.
Herleitung des dritten KEPLERschen Gesetzes
Das dritte KEPLERsche Gesetz lässt sich aus der Drehimpulserhaltung bei der Bewegung von Trabanten um Zentralkörper unter dem Einfluss der Gravitationskraft und einfachen Eigenschaften der Ellipsenbahnen der Trabanten herleiten.
Das dritte KEPLERsche Gesetz lässt sich aus der Drehimpulserhaltung bei der Bewegung von Trabanten um Zentralkörper unter dem Einfluss der Gravitationskraft und einfachen Eigenschaften der Ellipsenbahnen der Trabanten herleiten.
Zerfallsgesetz, Zerfallskonstante und Halbwertszeit
- Für den Bestand \(N\) der zum Zeitpunkt \(t\) noch nicht zerfallenden Atomkerne gilt \(N(t) = {N_0} \cdot {e^{ - \lambda \cdot t}}\) mit der Zerfallskonstanten \(\lambda\).
- Für die Aktivität \(A\) zum Zeitpunkt \(t\) gilt \(A(t) = {A_0} \cdot {e^{ - \lambda \cdot t}} = \lambda \cdot {N_0} \cdot {e^{ - \lambda \cdot t}}\).
- Die Halbwertszeit \(T_{1/2}\) ist die Zeitspanne, in der sich die Anzahl der nicht zerfallenen Atomkerne eines radioaktiven Präparats halbiert.
- Zwischen der Zerfallskonstanten \(\lambda\) und der Halbwertszeit \({T_{1/2}}\) besteht der Zusammenhang \(\lambda = \frac{{\ln \left( 2 \right)}}{{{T_{1/2}}}}\).
- Für den Bestand \(N\) der zum Zeitpunkt \(t\) noch nicht zerfallenden Atomkerne gilt \(N(t) = {N_0} \cdot {e^{ - \lambda \cdot t}}\) mit der Zerfallskonstanten \(\lambda\).
- Für die Aktivität \(A\) zum Zeitpunkt \(t\) gilt \(A(t) = {A_0} \cdot {e^{ - \lambda \cdot t}} = \lambda \cdot {N_0} \cdot {e^{ - \lambda \cdot t}}\).
- Die Halbwertszeit \(T_{1/2}\) ist die Zeitspanne, in der sich die Anzahl der nicht zerfallenen Atomkerne eines radioaktiven Präparats halbiert.
- Zwischen der Zerfallskonstanten \(\lambda\) und der Halbwertszeit \({T_{1/2}}\) besteht der Zusammenhang \(\lambda = \frac{{\ln \left( 2 \right)}}{{{T_{1/2}}}}\).
Auswerten von Zerfallskurven
- Aus Messwerten vom Zerfall eines radioaktiven Präparates kannst du mit verschiedenen Methoden z.B. die Anfangsaktivität \(A_0\), die Zerfallskonstante \(\lambda\) und die Halbwertszeit \(T_{1/2}\) bestimmen.
- Welche Methode du wählst hängt von der Aufgabenstellung und den vorhandenen technischen Hilfsmitteln wie GTR oder Tabellenkalkulation ab.
- Aus Messwerten vom Zerfall eines radioaktiven Präparates kannst du mit verschiedenen Methoden z.B. die Anfangsaktivität \(A_0\), die Zerfallskonstante \(\lambda\) und die Halbwertszeit \(T_{1/2}\) bestimmen.
- Welche Methode du wählst hängt von der Aufgabenstellung und den vorhandenen technischen Hilfsmitteln wie GTR oder Tabellenkalkulation ab.
Auswerten von Absorptionskurven
- Aus Messwerten z.B. der Zählrate \(R\) ionisierender Strahlung hinter Absorbern kannst du mit verschiedenen Methoden z.B. die Zählrate \(R_0\) ohne Absorber, den Absorptionskoeffizienten \(\mu\) und die Halbwertsschichtdicke \(d_{1/2}\) bestimmen.
- Welche Methode du wählst hängt von der Aufgabenstellung und den vorhandenen technischen Hilfsmitteln wie GTR oder Tabellenkalkulation ab.
- Aus Messwerten z.B. der Zählrate \(R\) ionisierender Strahlung hinter Absorbern kannst du mit verschiedenen Methoden z.B. die Zählrate \(R_0\) ohne Absorber, den Absorptionskoeffizienten \(\mu\) und die Halbwertsschichtdicke \(d_{1/2}\) bestimmen.
- Welche Methode du wählst hängt von der Aufgabenstellung und den vorhandenen technischen Hilfsmitteln wie GTR oder Tabellenkalkulation ab.
Potentialtopfmodell (Fermi-Gas-Modell)
- Der Neutronentopf hat am Rand einen horizontalen Potentialverlauf mit Potential Null und einen scharf begrenzten Rand mit Einsetzen der Kernkraft.
- Beim Protonentopf muss das Coulombpotential berücksichtigt werden, sodass das Potential am Rand positiv und nach außen mit \(\frac{1}{r}\) abfällt.
- Der Boden des Neutronentopfes liegt energetisch bei ca. \(-46\,\rm{MeV}\), derjenige des Protonentopfes liegt etwas höher, da sich die Protonen im Kern gegenseitig abstoßen.
- Der Neutronentopf hat am Rand einen horizontalen Potentialverlauf mit Potential Null und einen scharf begrenzten Rand mit Einsetzen der Kernkraft.
- Beim Protonentopf muss das Coulombpotential berücksichtigt werden, sodass das Potential am Rand positiv und nach außen mit \(\frac{1}{r}\) abfällt.
- Der Boden des Neutronentopfes liegt energetisch bei ca. \(-46\,\rm{MeV}\), derjenige des Protonentopfes liegt etwas höher, da sich die Protonen im Kern gegenseitig abstoßen.
Baue einen Atomkern (Simulation von PhET)
Die Simulation wird zur Verfügung gestellt von: PhET Interactive Simulations University of Colorado Boulder https://phet.colorado.edu Informationen…
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Zum DownloadIsotope und Atommasse (Simulation)
Die Simulation wird zur Verfügung gestellt von: PhET Interactive Simulations University of Colorado…
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Zum DownloadZerfallsgesetz (Simulation)
Sobald die Simulation mit dem gelben Schaltknopf gestartet wird, beginnen die Atomkerne zu "zerfallen" (Farbwechsel von rot zu schwarz). Mit…
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Zum DownloadKettenreaktion - Prinzip (Animation)
Die Animation zeigt das Prinzip der Kettenreaktion bei einer durch ein Neutron hervorgerufenen Spaltung von Urankernen.
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Zum DownloadKettenreaktion - Stoßprozesse (Animation)
Die Animation zeigt die Stoßprozesse von Neutronen mit Protonen bzw. Urankernen. Wenn ein Neutron einen elastischen Stoß mit einem Proton durchführt,…
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Zum DownloadKettenreaktion - Moderation (Animation)
Die Animation zeigt die Moderation der schnellen Neutronen durch Wasser. Die schnellen Neutronen werden im Wasser abgebremst und lösen weitere…
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Zum DownloadKettenreaktion - Regelung (Animation)
Die Animation zeigt, wie eine laufende Kettenreaktion geregelt wird. Dazu werden Neutronen-absorbierende Regelstäbe zwischen die Brennstäbe geschoben,…
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Zum DownloadKernspaltung - Prinzip (Animation)
Die Animation zeigt das Prinzip der Kernspaltung am Beispiel der Spaltung eines Uran-235-Kernes durch ein langsames Neutron.
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Zum DownloadKernspaltung - Massendefekt (Animation)
Die Animation veranschaulicht den Massendefekt bei der Kernspaltung am Beispiel der Ausgangs- und Reaktionsprodukte der Spaltung eines…
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Zum DownloadKernspaltung - Bindungsenergie (Animation)
Die Animation verdeutlicht die Energiebilanz bei der Kernspaltung am Beispiel der Spaltung eines Uran-235-Kernes in einen Krypton-89 und einen…
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Zum DownloadKernfusion - Prinzip (Animation)
Die Animation zeigt das Prinzip der Kernfusion am Beispiel der Fusion eines Deuterium- mit einem Tritium-Kerns.
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Zum DownloadKernfusion - Massendefekt (Animation)
Die Animation veranschaulicht den Massendefekt bei der Kernfusion am Beispiel der Ausgangs- und Reaktionsprodukte der Fusion eines Deuterium- und…
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Zum DownloadKernfusion - Bindungsenergie (Animation)
Die Animation verdeutlicht die Energiebilanz bei der Kernfusion am Beispiel der Fusion von zwei Protonen und zwei Neutronen zu einem Helium-Kern.
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Zum DownloadProton-Proton-I-Kette (Animation)
Die Animation zeigt den schrittweisen Ablauf der Proton-Proton-I-Kette und die bei den Einzelreaktionen frei werdenden Energiebeträge.
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Zum DownloadBindungsenergie (Animation)
Die Animation zeigt den Massenverlust von Proton und Neutron bei der Verbindung zu Deuterium.
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Zum DownloadEnergiebilanz bei Kernreaktionen (Animation)
Die Animation zeigt den prinzipiellen Ablauf einer Kernreaktion: ein Kern x trifft mit kinetischer Energie auf einen ruhenden Kern X, die…
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Zum DownloadTeilchen und Anti-Teilchen - Paarerzeugung (Animation)
Die Animation zeigt die Paarerzeugung eines Elektron-Positron-Paares aus einem hochenergetischen Photon im COULOMB-Feld eines Atomkerns.
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Zum DownloadTeilchen und Anti-Teilchen - Paarvernichtung (Animation)
Die Animation zeigt die Paarvernichtung eines Elektron-Positron-Paares zu zwei hochenergetischen Photonen.
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Zum DownloadFEYNMAN-Diagramme - Elektromagnetische Wechselwirkung (Animation)
Die Animation zeigt die Vermittlung der elektromagnetischen Wechselwirkung (COULOMB-Streuung) zwischen zwei Elektronen durch den Austausch eines…
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Zum DownloadSchwache Wechselwirkung - Beta-minus-Zerfall (Animation)
Die Animation zeigt die \(\beta^-\)-Umwandlung ("\(\beta^-\)-Zerfall") aus Sicht der Teilchenphysik: Ein Down-Quark wandelt sich unter…
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