Potentialtopfmodell Atomkern

GentL · Gast

Meine Frage:
Hallo zusammen,

ich habe eine Frage zum Potentialtopfmodell der Nukleonen des Atomkerns.
http://www.leifiphysik.de/web_ph12/grundwissen/11kernmodelle/potetnialt1.gif

Wo liegt hier der energetisch günstigste Zustand? Wenn man das Nullniveau am oberen ende des Potentialtopfes ansetzt, müsste doch eigentlich am Boden des Topfes das günstigste Niveau liegen.

Meine Ideen:
Wenn man die Separationsenergie für Nukleonen betrachtet, die bei etwa 8MeV liegt, kann das aber doch nicht stimmen. Liegt dann der Zustand geringster Energie bei etwa 8 MeV, sodass bei Separation eines Nukleons aus diesem Niveau die grafisch tiefer, aber energetisch höher liegenden Nukleonen nachrücken?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Was da gezeigt wird, sind die möglichen Zustände für die einzelnen Nukleonen. Das sind die waagerechten Striche innerhalb der jeweiligen Potentialtöpfe, durchgezogen (und mit Teilchen draufgemalt) für besetzte Zustände und gestrichelt für unbesetzte Zustände.

Da siehst du auch zum Beispiel dass der tiefstmögliche Zustand nicht ganz genau unten am Boden des Potentialtopfes liegt, sondern nur fast, weil so ein Nukleon den Topf ja nicht überall auffüllt wie Wasser, sondern nur auf den Zuständen in diesem Topf sitzen kann, also nur da, wo auch horizontale Striche gemalt sind.

Dass die Zustände für die Neutronen tiefer (energetisch günstiger) liegen als die Zustände für die Protonen, liegt natürlich daran, dass die Protonen geladen sind und sich gegenseitig abstoßen. Und dass die Nukleonen weiter oben in der Skizze nicht weiter unten sitzen, liegt daran, dass die Zustände weiter unten ja schon voll sind, weil da jeweils schon zwei Nukleonen drin sitzen.

Die Separationsenergie für Nukleonen ist sowas, wie du es für Elektronen in einer Atomhülle wahrscheinlich schon von der Bindungsenergie des am schwächsten gebundenen Elektrons kennst, das ist dort nämlich die Ionsiationsenergie, also die Energie, die man braucht, um das am schwächsten gebundene Elektron (für den Kern entsprechend das am schwächsten gebundene Nukleon) zu entfernen.

Also ist die Separationsenergie in der Tat einfach so ziemlich genau die eingezeichnete Energiedifferenz vom höchsten besetzen Zustand in dem Kern bis zum oberen Rand des Potentialtopfes, also bis zum Zustand eines freien Nukleons mit Bindungsenergie Null.

GentL · Gast

Danke, das hat mir das Ganze etwas klarer gemacht Thumbs up!