Alpha-Teilchen und diskrete Energieniveaus

Api · Anmeldungsdatum: 15.02.2018 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo,

Ich verstehe überhaupt nicht wie das mit den Alpha-Teilchen und deren diskreten Energieniveaus funktioniert. Auch das Alpha Spektrum etc. verstehe ich nicht, da ich in der Schule gefehlt habe. Kann mir das einer erklären?

Meine Ideen:
Ich weiß, was Energieniveaus sind etc.

elbilo · Anmeldungsdatum: 12.02.2018 Beiträge: 152

Hey,

wir haben momentan auch Radioaktivität in der Schule, dass heißt, das ich das ganze ebenfalls auf keinem hohen Niveau beherrsche. Was ich dir aufjedenfall sagen kann ist, dass das Alpha-Teilchen das Produkt bei einem Alpha-Zerfall ist. Die kinetische Energie die es mit sich führt basiert auf der freiwerdenenden Energie durch den Massendefekt. Das bedeutet, dass beim Alpha-Zerfall von verschiedenen Isotopen auch unterschiedlich viel Energie frei wird. Durch die Messung dieser Energie lassen sich dann wahrscheinlich die diskreten Energiespektren feststellen. Ich vermute, dass man von diskreten Energiespektren spricht, da eben der Alpha-Zerfall immer gleich abläuft und somit bei gleichen Kernen immer das gleiche raus kommt (angenommen der Kern zerfällt nur durch Alpha-Zerfall), dh. der Massendefekt auch immer ungefähr gleich bleiben muss und somit die diskreten Energieniveaus entstehen.

Diskrete Energiespektren wurden bei uns im Unterricht in dem Zusammenhang nicht erwähnt, ich hoffe jedoch das meine Vermutung irgendwie Sinn macht.

Einen schönen Abend und beste Grüße
elbilo

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18062

Der Mutterkern X entspricht einem angeregten Zustand; er zerfällt unter Aussendung eines alpha-Teilchens in einen energetisch tiefer liegenden Tochterkern Y.

Vor dem Zerfall lauten Gesamtenergie und -impuls

Nach dem Zerfall lauten Gesamtenergie und -impuls

Zu lösen ist also die Gleichung

mit

Die Massendifferenz entspricht gerade der Energiedifferenz zwischen den beiden Ruheenergien von X und Y.

Man stellt diese Gleichung so um, dass die Wurzel alleine steht, quadriert und setzt

Daraus erhält man letztlich

Diese Gleichung kann man nun auf zweierlei Weise lesen:

Misst man die Energie der auslaufenden alpha-Teilchen (rechte Seite), so erhält man immer den selben, festen Wert. Daraus kann man schlussfolgern, dass die Masse des Tochterkerns immer den selben Wert hat (linke Seite).

Kennt man die Massen von Mutter- und Tochterkern (linke Seite), so folgt, dass die Energie der entstehenden alpha-Teilchen immer einen festen Wert haben muss (rechte Seite).