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Rutherfordsche Streuformel Die Rutherfordsche Streuformel gibt den so genannten differenziellen Streuquerschnitt (auch Wirkungsquerschnitt genannt) an: Die gleiche Formel in kernphysikalisch sinnvollen Einheiten: Damit ist die Wahrscheinlichkeit beschrieben, dass gestreute Teilchen nach einer Ablenkung um den Winkel im Raumwinkel dΩ auftreffen. In der Formel werden weiterhin folgende Größen benutzt: Auf den Vorfaktor kommt man, indem man folgende Größen verwendet: Rutherford leitete die Rutherfordsche Streuformel aus der klassischen Physik her. Eine vollständige quantenmechanische Behandlung des Problems mit Hilfe der Bornschen Näherung ergibt, dass die Rutherfordsche Streuformel in erster Ordnung korrekt ist und quantenmechanische Effekte nur kleine Korrekturen darstellen. Ein weiteres Problem der Rutherfordschen Formel ist der Grenzfall, für die der differentielle Wirkungsquerschnitt unendlich groß wird. Kleine Winkel entsprechen jedoch einem großen Stoßparameter. Bei sehr großen Stoßparametern schirmen die Atomelektronen den Kern jedoch ab.
Sind sie jedoch nahe genug an einem Kern, werden sie abgestoßen, da sowohl Goldkern als auch die Alpha-Teilchen positiv geladen sind. Je näher sie an einem Kern vorbei fliegen, desto stärker werden sie ablenkt, d. h. desto größer ist ihr Streuwinkel. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Alpha-Teilchen zentral auf einen Goldkern trifft, ist aufgrund der kleinen Größe der Teilchen und der Kerne extrem gering. Dennoch kann dies geschehen, dann wird das Alpha-Teilchen zurückgeworfen. Rutherfords Modell konnte seine Beobachtungen des Streuversuches so vollständig erklären. Somit wurde das thomsonsche Atommodell von dem Rutherfords abgelöst. Auch wenn Rutherfords Atommodell ebenso von einem neuen Atommodell abgelöst wurde, ist seither die Struktur des Atomes, dass es aus Kern und Hülle besteht, gleich geblieben. Dieses Werk steht unter der freien Lizenz CC BY-SA 4. 0. → Was bedeutet das?
Video Reibungselektrizität Spektakuläre Folgen von Reibungselektrizität an der Tankstelle: Benzin entzündet sich! Arbeitsblatt Rutherford-Modell Bei der Bearbeitung des Arbeitsblattes wird der Rutherfordsche Streuversuch bearbeitet und das Kern-Hülle-Modell eingeführt. Animation Flash-Animation zum Rutherfordschen Streuversuch von Dr. Ralf-Peter Schmitz Radioaktive Isotopoe / Nuklearkatastrophe in Fukushima Was versteht man unter radioaktiven Isotopen? Welche wurden in Fukushima freigesetzt, wie sind sie aufgebaut, welche sind am problematischsten? Was versteht man unter "Halbwertszeit"? Schlagworte Reibungselektrizität, Rutherford, Kern-Hülle-Modell, Elektronen, Protonen, Neutronen, Streuversuch, Goldfolie, Radioaktivität, Isotope, Fukushima, Halbwertszeit, Kernladung, radioaktive Strahlung
Thomson, Rutherford, Bohr, Haas … hat eigentlich jeder ein Atommodell oder kommt einem das nur so vor? Um sicher zu gehen, dass du noch durchblickst erklären wir dir hier einmal das Rutherford Atommodell. Falls dich also interessiert wie dieses Atommodell aussieht oder wie Rutherford darauf gekommen ist, lies gerne weiter. Um zu verstehen wie Rutherford auf sein Modell kam und warum es so aussieht, müssen wir uns seinen Versuch – auch Rutherfordscher Streuversuch oder Rutherford Experiment genannt – angucken. Falls dich das nicht interessiert kannst du hier auch direkt zum Rutherford Atommodell springen. Aufbau Rutherford verwendete Radium um radioaktive Strahlung zu erzeugen. Die Alphastrahlung leitete er dann auf eine nur einige Atomschichten dicke Goldfolie. Die Goldfolie war von einem Leuchtschirm umgeben, die einen Lichtblitz erzeugte sobald ein Alphateilchen der Strahlung diese berührt. Das verbreitetste Atommodell zu dieser Zeit war das von Thomson. Rutherford erwartete daher, dass alle Alphateilchen einfach durch die Goldfolie hindurch gehen und dahinter auf dem Leuchtschirm detektiert werden.
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