Gamma-Strahlung

Loki · Gast

Hallo, ich hätte mal eine Frage. Bei einem Gamma-Strahlen zerfall in einem Atomkern, soll es ja keine Abnahme der Masse in einem Atomkern . Nach den aktuellen forschungen steht es ja nicht fest, ob Gamma-Strahlung ein Teil aus Masse ist, oder eher eine energetische Wellenform ist.
Wieso nimmt die Masse nicht ab?

Falls Quanten nur aus reiner Energie bestehen, irgendwann musste das Atom doch keine Energie mehr haben, oder?

PS:
Wenn kein Zerfall im Kern stadfindet, wieso git es dann eine Halbwertszeit? grübelnd

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

So weit ich weiß nimmt die Masse schon geringfügig ab. Bei der Masse des Gammaquanten mußt Du vorsichtig sein! So ein Gammaquant hat keine Ruhemasse (das weiß man sicher), allerdings ansonsten schon eine (relativistische) Masse, die seiner Energie entspricht.
Zerfall ist eigentlich nicht das richtige Wort in diesem Zusammenhang. Der Kern geht nur von einem angeregten Zustand in einen energetisch niedrigeren (z. B. den Grundzustand) über und gibt die Energiedifferenz in Form des Gammaquanten ab. Dabei bleibt aber dieselbe Anzahl an Neutronen und Protonen im Kern übrig, ohne dass er in mehrere Teile zerfällt (verschiedene Isomere des selben Isotops). Trotzdem kann die Masse abnehmen dabei.
Wenn der Kern in seinem Grundzustand ist, dann gibt er über Gammastrahlung keine Energie mehr ab. Allerdings muß der Kern an sich noch nicht stabil sein und kann einen Beta- und/oder Alphazerfall noch weiter machen... je nach dem was für ein Kern (Isotop) es ist.

Gruß
Marco

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Die Masse des Kerns nimmt auf jeden Fall ab um den Betrag

Der Kern geht dann in einen nierdrigeren Zustand über. Wenn der Grundzustand erreicht ist, kann er nichts mehr abgeben. Das ist wie bei einem Wasserstoffatom im Grundzustand.

Dass Gamm-Quanten ruhemasselos sind ist eines der bestgesichertsten Geheimnisse der Physik (Quantenelektrodynamik).

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Bei einem Zerfall in einem Atomkern, bei dem Gamma-Quanten ausgesandt werden, verringert sich die Masse des Atomkerns.

Und zwar einfach um so viel, dass die der Massendifferenz

entsprechende Energie E:

freigesetzt wird. Das entstandene Gammaquant hat keine Masse, aber dafür die Energie

dabei ist h das Plancksche Wirkungsquantum und f die Frequenz der elektromagnetischen Strahlung, die das Gammaquant darstellt.
Das Gammaquant ist also ein masseloses Teilchen und gleichzeitig eine elektromagnetische Welle, genau wie das Photon (Lichtteilchen) auch.

Es gilt hier also keine Massenerhaltung, da Masse in Energie umgewandelt wird.
Versteht man, dass Masse also nichts anderes als ebenfalls eine Energieform ist (wegen E=mc^2), dann kann man sagen, dass hier die Energie erhalten bleibt.

Wenn ein Atomkern zerfallen ist, dann zerfällt er nicht nochmal durch den selben Zerfall, sondern ist bereits zerfallen. Ist dann aus ihm ein stabiler Kern geworden, der nicht durch andere Zerfälle weiterzerfällt, dann ist er sozusagen alle "radioaktive Energie" losgeworden, die er übrig hatte. Er hat aber noch den allergrößten Teil seiner ursprünglichen Masse, und dadurch hat er in dieser Form sehr wohl noch eine gehörige Menge Energie. (Diese allerdings wird normalerweise nie freigesetzt. Um diese Energie freizusetzen, müsste der Atomkern schon erst auf sein Antiteilchen treffen.)

Wenn ich eine radioaktive Probe habe, dann ist nach der Halbwertszeit die Hälfte der Atomkerne zerfallen, und die andere Hälfte ist noch "ganz". Wenn in einem bestimmten Atomkern radioaktiven Materials kein Zerfall stattfindet, dann gibt es also in der Probe andere Kerne, die genau mit der statistischen Häufigkeit zerfallen, die die Halbwertszeit voraussagt.

marta · Gast

hallo
ich hätte da eine frage
wirken in elektrischen feld kräfte auf ladungsträger?
marta

Gast

Ja, das ist so.
Die el. Feldstärke ist auch darüber definiert: E = F/Q.