Atomphysik

Alle Lektionen aus dem Bereich Atomphysik im Fach Physik.

12 Lektionen in diesem Bereich

• Atommodelle

  In dieser Lektion lernst du, wie sich die Vorstellung vom Aufbau des Atoms über gut hundert Jahre verändert hat, von Daltons massiver Kugel bis zum modernen Schalenmodell. Du rechnest mit der Formel A = Z + N und bestimmst die Neutronenzahl verschiedener Atomkerne.

  Klasse 920 Min

• Halbwertszeit berechnen

  Die Halbwertszeit gibt an, nach welcher Zeitspanne genau die Hälfte eines radioaktiven Stoffes zerfallen ist. In dieser Lektion lernst du die Zerfallsformel N ist gleich N-null mal ein Halb hoch t durch T, rechnest Beispiele zu Iod-131 und zur Altersbestimmung mit Kohlenstoff-14 und erfährst, warum der radioaktive Zerfall ein Zufallsprozess ist.

  Klasse 1020 Min

• Kernkraftwerk – Funktionsweise

  Ein Kernkraftwerk erzeugt elektrischen Strom, indem es die bei der Kernspaltung freiwerdende Wärmeenergie über Dampf und Turbine in einem Generator in elektrische Energie umwandelt. In dieser Lektion lernst du die Funktionsweise Schritt für Schritt kennen und erfährst sachlich, warum Deutschland 2023 seine letzten Kernkraftwerke abgeschaltet hat.

  Klasse 1020 Min

• Kernspaltung und Kernfusion

  In dieser Lektion lernst du, wie bei Kernspaltung und Kernfusion Energie aus Atomkernen frei wird. Du vergleichst beide Vorgänge, verstehst die Kettenreaktion und rechnest mit E = m · c² selbst nach, wie viel Energie aus einem winzigen Massendefekt entsteht.

  Klasse 1020 Min

• Radioaktivität

  In dieser Lektion lernst du, wie instabile Atomkerne zerfallen und welche drei Strahlungsarten dabei auftreten. Du rechnest mit der Halbwertszeit und kennst die drei Grundregeln des Strahlenschutzes.

  Klasse 1016 Min

• Fotoeffekt

  In dieser Lektion lernst du, warum Licht Elektronen aus einer Metalloberfläche herauslösen kann und warum das nur ab einer bestimmten Frequenz funktioniert, egal wie hell das Licht ist. Du rechnest mit der Einsteinschen Gleichung E(kin) = h · f - W(A) und verstehst, warum der Fotoeffekt zeigt, dass Licht auch Teilcheneigenschaften hat.

  Klasse 1120 Min

• Röntgenstrahlung Entstehung

  Röntgenstrahlung entsteht in einer Röntgenröhre, wenn schnelle Elektronen abrupt an einer Metallanode abgebremst werden und dabei einen Teil ihrer Bewegungsenergie als energiereiche elektromagnetische Strahlung abgeben. In dieser Lektion lernst du den Aufbau der Röntgenröhre kennen, berechnest die Energie der beschleunigten Elektronen und erfährst, warum beim Umgang mit Röntgenstrahlung ein sorgfältiger Strahlenschutz notwendig ist.

  Klasse 1120 Min

• Doppelspaltexperiment mit Elektronen

  Doppelspaltexperiment Elektronen: Schickt man Elektronen einzeln durch zwei enge Spalte, entsteht auf dem Schirm nach und nach ein Interferenzmuster aus hellen und dunklen Streifen, das nur eine Welle erklären kann, obwohl jedes Elektron als einzelner Punkt landet. In dieser Lektion verstehst du den Welle-Teilchen-Dualismus, berechnest die Wellenlänge von Elektronen nach de Broglie und siehst, warum Quantenphysik im Alltag unsichtbar bleibt.

  Klasse 1220 Min

• Massendefekt und Bindungsenergie

  Der Massendefekt ist der Unterschied zwischen der Masse eines Atomkerns und der Summe der Massen seiner einzelnen Protonen und Neutronen, und die Bindungsenergie ist die Energie, die diesem fehlenden Masseanteil entspricht. In dieser Lektion lernst du, wie du Massendefekt und Bindungsenergie berechnest, was der Wert pro Nukleon aussagt und warum bei Kernfusion und Kernspaltung Energie frei wird.

  Klasse 1220 Min

• Spektralanalyse: Linienspektren und Energieniveaus

  Spektralanalyse und Linienspektren zeigen, dass jedes chemische Element Licht nur mit ganz bestimmten Wellenlängen aussendet oder verschluckt, sodass man aus dem Licht ablesen kann, woraus ein Stoff besteht. In dieser Lektion lernst du, wie Linienspektren aus den Energieniveaus der Atome entstehen, wie du aus einer Wellenlänge die Photonenenergie berechnest und wie Astronomen damit die Zusammensetzung von Sternen bestimmen.

  Klasse 1220 Min

• Spezielle Relativitätstheorie

  Die spezielle Relativitätstheorie beschreibt, wie sich Zeit, Länge und Masse verändern, wenn sich Objekte mit sehr hoher Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegen. In dieser Lektion lernst du die Formel für die Zeitdilatation t = γ · t0, rechnest Beispiele zu einem schnellen Raumschiff und erfährst, warum kein Objekt mit Masse die Lichtgeschwindigkeit erreichen kann.

  Klasse 1220 Min

• Teilchenbeschleuniger: Funktion und Energie

  Ein Teilchenbeschleuniger bringt geladene Teilchen mit elektrischen Feldern auf hohe Energie und lenkt sie mit Magnetfeldern. In dieser Lektion lernst du, wie die Energie E gleich q mal U entsteht, warum Magnete nur lenken und wie Linearbeschleuniger, Zyklotron und Ringbeschleuniger wie der LHC aufgebaut sind.

  Klasse 1220 Min

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