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Mondphasen (Animation)
Die Animation zeigt den Ablauf der Mondphasen.
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Zum DownloadKosmologische Rotverschiebung
- In den Spektren weit entfernter Galaxien finden sich, wie beim Sonnenspektrum, verschiedene Absorptionslinien.
- Die Absorptionslinien weit entfernter Galaxien sind deutlich stärker ins Rote verschoben.
- Ursache für die kosmologische Rotverschiebung ist die Ausdehnung des Raumes selbst, nicht eine Relativbewegung der Galaxie im Vergleich zum Beobachter.
- In der Astronomie wird die Rotverschiebung häufig durch die dimensionslose Größe \(z=\frac{\lambda_{\rm{beobachtet}}}{\lambda_0}-1\) angegeben.
- In den Spektren weit entfernter Galaxien finden sich, wie beim Sonnenspektrum, verschiedene Absorptionslinien.
- Die Absorptionslinien weit entfernter Galaxien sind deutlich stärker ins Rote verschoben.
- Ursache für die kosmologische Rotverschiebung ist die Ausdehnung des Raumes selbst, nicht eine Relativbewegung der Galaxie im Vergleich zum Beobachter.
- In der Astronomie wird die Rotverschiebung häufig durch die dimensionslose Größe \(z=\frac{\lambda_{\rm{beobachtet}}}{\lambda_0}-1\) angegeben.
Beobachtungen zum dritten KEPLERschen Gesetz (Simulation)
Diese Simulation veranschaulicht die Beobachtungen, die zum dritten KEPLERschen Gesetz führen.
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Zum DownloadBeobachtungen 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 DownloadAstronomie
Astronomie Einführung
- Warum dauert ein Jahr 365 Tage?
- Woher kommen eigentlich die verschiedenen Jahreszeiten?
- Warum gibt es die Mondphasen?
- Wie entstehen Sonnen- und Mondfinsternisse?
Astronomie
Fixsterne
- Wie wird ein Stern geboren?
- Was ist ein Roter Riese …
- … und was ein Weißer Zwerg?
- Wie entstehen eigentlich Schwarze Löcher?
Astronomie
Sonne
- Ist unsere Sonne eigentlich auch ein Stern?
- Wie ist unsere Sonne in ihrem Innern aufgebaut?
- Woher erhält die Sonne eigentlich ihre Energie?
- Wie sieht die Zukunft unserer Sonne aus?
Astronomie
Sternbeobachtung
- Wie orientiert man man sich auf der Himmelskugel
- Wie bestimmt man eigentlich Entfernungen im Sonnensystem?
- Wie bestimmt man Positionen am Himmel?
Astronomie
Planetensystem
- Nach welchen Gesetzen bewegen sich die Planeten?
- Warum kreisen die Planeten eigentlich um die Sonne?
- Welche Energie benötigt eine Mondrakete?
- Kommen wir jemals aus unserem Sonnensystem heraus?
Astronomie
Kosmologie
- Woher kommt die Hintergrundstrahlung?
- Was ist die kosmische Rotverschiebung?
- Was ist Dunkle Materie …
- … und was Dunkle Energie?
- Was versteht man unter dem Standardmodell?
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…
Zum DownloadSobald die Simulation mit dem gelben Schaltknopf gestartet wird, beginnen die Atomkerne zu "zerfallen" (Farbwechsel von rot zu schwarz). Mit…
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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