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. (d10 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
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