Atom- & Kernphysik

Bild 1: Dose Pottasche in Halterung mit 135 Counts. Bild 2: Dose Kaliumchlorid in Halterung mit 175 Counts. Bild 3: Zählrohr der Marke Inspector.

Vergleich zweier Zählraten

Hat man nur zwei Zählraten gemessen und möchte sie vergleichen, muss man wissen, wie sicher die eine größer ist als die andere. Das vorliegende Programm gibt die Irrtumswahrscheinlichkeit für zwei Counts (Ereignisse) an.

(Leider müssen Sie bis jetzt erst auf „Weitere Informationen“ und dann auf „Trotzdem ausführen“ klicken.)

(Daniel Schwarz)

Betazählrate über die Zeit (ohne Nullrate). Abbildung des Versuchsaufbaus.

Simulation der Zerfallsrate beim Radonzerfall

Zum Thema Radioaktivität gibt es in der Schule den Versuch zum Nachweis des radioaktiven Edelgases Radon in der Umgebungsluft. Der Betazerfall der Tochternuklide, mit dem zeitweiligen Anstieg der Betastrahlung, wird mit dem vorliegenden Programm simuliert.

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(Daniel Schwarz)

Atom- und Kernmodell eines Kohlenstoff-Atoms (links) und eines Lithium(I)-Ion (rechts).

Atom- und Kernmodelle bauen mit Pompons

Der Atombau mit Pompons bietet eine einfache und kostengünstige Möglichkeit für Schüleraktivität, im Themenbereich “Atom- und Kernphysik” in der Sekundarstufe I.

(Dorothea von Boehn-Neitzel -GSG, Michael Kahnt)

Messwerterfassungssystem Cassy und zwei Großflächenzählrohre mit Aluminiumplatte als Strahlteiler.

Analogexperiment zum Koinzidenzexperiment zum Nachweis einzelner Photonen

Da Experimente mit einzelnen Photonen extrem kostenintensiv sind, wird hier stattdessen für Betateilchen die Koinzidenz ausgeschlossen. Zum Einsatz kommt das Messwerterfassungssystem Cassy und zwei Großflächenzählrohre.

(Kai Crystalla -Carolinum)

Röntgenbeugung mit Graphitfolien: Eine Auftragung des Winkels gegenüber der Zählrate.

Röntgenbeugung mit Graphitfolien

In der Elektronenbeugungsröhre, die im Unterricht der gymnasialen Oberstufe unverzichtbar ist, wird eine Graphtfolie mit Elektronen beschossen. Anstelle von Elektronenstrahlen kann man den Graphitkristall auch mit Röntgenstrahlen untersuchen.

(Andreas Geisler, Daniel Schwarz)

Abbildung eines Röntgengeräts mit einer Metallfolie im Halter.

Röntgenbeugung mit Metallfolien

Die Elektronenbeugungsröhre bietet unverzichtbare Experimente für den Physikunterricht der Oberstufe. Zur Vorbereitung oder Nachbereitung bieten sich Untersuchungen mit dem Röntgenapparat an. Dabei ist das Debye-Scherrer-Verfahren (Röntgenbeugung an Kristallpulver) von besonderer Bedeutung.

(Andreas Geisler, Daniel Schwarz)

Aufbau zur Laueaufnahme und Film des gebeugten LiF

Laue-Aufnahmen – Untersuchung der Gitterstruktur kristalliner Stoffe

Als Teil einer Masterarbeit zur Bragg-Reflexion wurden mit dem Schulröntgengerät der Firma Leybold Laue-Aufnahmen erstellt, also von gebeugten Röntgenstrahlen an Einkristallen. Desweiteren wurde in Interviews untersucht, ob die Herleitung der Bragg-Bedingung ohne „Strahlen“ für die Schule taugt.

(Johanna Kriege -Studentin)

Einlaufende und reflektierte, ebene Wellen begrenzen die Kreiswellen an den Streuzentren.

Bragg-Simulation

Applet zur “Bragg-Beugung” mit verschiedenen Optionen, Masterarbeit.
Zum Ausführen der Datei wird die JRE von Oracle benötigt, falls nicht bereits installiert (www.java.com/de). Es öffnet  sich ein Fenster mit der Erklärung und eines mit der Simulation.

(Marius Masur -Student)

Abbildung eines selbst gebauten Pancakedetektor, ein Großflächendetektor mit Glimmfenster, um die Strahlung schwacher Präparate zu messen.

Pancakedetektor und Luftballonversuch

Experimente mit Großflächendetektoren.

(Daniel Schwarz)

Schnittdarstellung des Betaspektrometer eines Aschenbechers mit Uranglasur als Präparat.

Betaspektrometer - Aschenbecher mit Uranglasur als Präparat

Urangläser eignen sich, um die Behandlung des Themas Radioaktivität bei SchülerInnen zu motivieren, insbesondere dürfen SchülerInnen selber damit experimentieren, da diese unbedenklich sind. So kann z.B. Betastrahlung nachgewiesen werden. Es ist des Weiteren im Rahmen einer Facharbeit denkbar, ein Betaspektrum aufzunehmen.

(Michael Kahnt, Daniel Schwarz)

ein Eigenbaudetektor mit Fotodiode, ein Pancake-Eigenbaudetektor, ein GM-Tube, ein Inspector

Vergleich von Strahlungsmessgeräten

In dieser Tabelle werden die verschiedenen Strahlungsdetektoren der Physikdidaktik hinsichtlich ihrer Effektivität und des Beschaffungsaufwandes verglichen.

(Daniel Schwarz)

kurzes Kupferrohr mit Anschlusskabel und auf der anderen Seite Aluminiumfolie zur Verdunklung

Kostengünstiger β- und γ-Detektor mit Fotodiode

Eine abgedunkelte Fotodiode eignet sich zur Detektion von Beta- und Gammastrahlung.

(Sven Schalk -Student)

Skizze mit LED und Vorwiderstand, welche eine Fotozelle bestrahlt, parallel Kondensator, Taster und Voltmeter

Fotoeffekt preiswert

Fotoeffekt mit LED's als Lichtquelle und einem Operationsverstärker.

(Reinhard Flehr -Ratsgymnasium)