Stundenprotokoll der Physikstunde vom 07
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Stundenprotokoll der Physikstunde vom 07.09.2005 Kurs: Lehrer: Abwesend: Protokollantin: 13 Physik 2 Herr Heidinger Michael Bentz Dominika Fanova Tafelanschrieb: 13. Klasse 1.Die innere Struktur der Atome Wiederholung: Eigenschaften von Atomen: -kleinste, unteilbare Teile -Erhaltung der Masse -körnige Struktur -elastische Kügelchen -Atome reagieren in ganzteiligen Verhältnissen miteinander (Dalton) -Atomkern: bildet den größten Teil der Masse des Atoms -Atomhülle: Hülle um den Atomkern 1.1. Der Lenard-Versuch 1.)Aufbau Fluoreszenzschirm Vakuum e Alufenster e 40kV -Vor die Gasentladungsröhre wird dünne Aluminiumfolie gespannt -die Elektronen fließen von der Kathode zur Anode -geerdet, damit Elektronen die runterfallen, abfließen können 2.)Beobachtung Trotz geschlossener Aluminiumwand treffen einzelne Elektronen auf dem Schirm außerhalb der Röhre auf. Auch durch die Aluminiumfolie hindurch können die Elektronen den Schirm erreichen und erzeugen beim Einschlag ein grünes Licht auf dem Fluoreszenzschirm. 3.)Erklärung e e Alufenster Die Atomstruktur wiederholt sich ca. 1000 mal. Zwischen Atomen des Metallgitters können einzelne Elektronen hindurchfliegen. Die Spannung muss 40kV (also ziemlich hoch sein) damit damit das überhaupt funktioniert. 1.2 Die Rutherford-Streuung a)Idee Atom (Au) e Da das Elektron zu leicht ist, wird es von der Atomhülle absorbiert und diese wird dadurch nur noch stärker geladen. 2-fach geladenes - Teilchen Rutherford hat mit -Teilchen (2-fach positiv geladene Heliumione, 7000 mal schwerer als ein Elektron) auf Goldfolie geschossen. Seine Beobachtung:Die -Teilchen prallen nicht ab, wie angenommen, sondern werden leicht abgelenkt oder direkt reflektiert. n He n Ein ,,schweres‘‘-Teilchen wird auf das Gold-Atom geschossen, um ,,Hohlräume‘‘ zu untersuchen. b)Versuch 1.)Aufbau Blei Ra Goldfolie Apparatur im Vakuum Mikroskop Szintilationsschirm -Strahler Spalt Goldfolie Detektor Die -Teilchen kommen nicht, wie die Elektronen aus der Elektronenkanone, sondern von radioaktiven Elementen, wie Radium(Ra). -Teilchen lassen sich relativ leicht abschirmen, sie werden allerdings im Körper durch ihre extrem hohe Energie gefährlich. Wenn -Teilchen auf den Bleikasten treffen, kriegen sie vom blei 2Elektronen und werden wieder zu Helium. Die Strahlung eines abgeschirmten -Strahles geht durch einen schmalen Spalt und trifft auf eine dünne Goldfolie(ca. 100 Atomlagen). Mit einem drehbaren Detektor werden die abgelenkten -Teilchen nachgewiesen. Die gesamte Apparatur befindet sich im Vakuum, da sonst die -Teilchen ihre Energie durch Zusammenstöße mit Luftmolekülen verlieren. 2.)Beobachtung Die meisten -Teilchen gehen geradeaus durch die Goldfolie. Einige werden innerhalb der Goldfolie abgelenkt. Vereinzelte -Teilchen werden direkt reflektiert. Gold 3.)Erklärung Die -Zeichen befinden sich beim Tafelanschrieb im Atomkern! Der größte Teil der -Teilchen durchdringt die Folie geradlinig. Ein kleiner Teil wird in verschiedenen Winkeln abgelenkt. Atom Atomkern Die Reflexion und die Ablenkung erfolgt an einem sehr kleinen, positiv geladenem Kern. 1.2. Das Rutherford-Atommodell a)Postulate (Anforderungen) 1.)Die gesamte Masse des Atoms ist auf den Atomkern konzentriert. (d10 hoch 14m) 2.)Die gesamte positive Ladung des Atoms befindet sich im Kern. 3.)Die Atomhülle besteht aus Elektronen, die den Kern umkreisen (d 10 hoch 10m) 4.)Die Atome halten ihre Hülle durch elektrostatische Anziehung. b.)Modell Korrespondenz mit dem Newtonschen Planetenmodell e Beim Tafelanschrieb befinden sich im Kern -Zeichen!!! e e e e Elektronen befinden sich auf der Elektronenbahn. c.)Wertung Durchlässigkeit der Materie Valenzeigenschaften der Hüllenelktronen elektrostatisches Gleichgewicht zwischen Hülle und Kern Elektronen auf Kreisbahnen verlieren ihre Energie durch elektromagnetische Strahlung Die Atome sind instabil Elektron stürzt in den Kern innerhalb 10 hoch 6 s (!) Es gibt keinen Grund für eine bestimmte Atomgröße 1.4Simulation 1.)Aufbau Die Kugel eines Atomkerns wird mit einem Bandgenerator nachsimuliert. Nylonfaden geladene IT-Kugel -Zeichen im Innern Bandgenerator -Zeichen im Innern Isolierstativ 2.)Bandgenerator Draufsicht k k geladene Kugel Bandgenerator Alle blau und kursiv geschriebenen Kommentare gehören nicht zum regulären Tafelanschrieb!!! Böhl-Iggelheim, den 06.09.2005 Dominika Fanova
