Energetische Lage im Kern < Atom- und Kernphysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 14:27 Fr 26.09.2014 | | Autor: | P.N. |
| Aufgabe | Bei einem Zerfallsprozes werden [mm] \alpha-Teilchen [/mm] mit einer kinetischen Energie von 10MeV beobachtet.
Skizzieren Sie in der untenstehenden Abbildung die energetische Lage und den Ort des [mm] \alpha-Teilchens [/mm] vor dem Zerfall |
Erst mal die beschreibung der Abbildung
Sieht aus wie ein normaler Potentialverlauf für ein Proton:
Der Coulombwall geht hoch bis aus 30MeV, und dann geht das Potential im Kern von 30MeV bis auf -20MeV runter.
Die richtige Antwort ist 10MeV laut Lösung.
Was ich mich jetzt frage ist wie man das berechnet.
Rechne ich jetzt 20 MeV ( "die tiefe" des Potentialtopfes unter Null) - die kinetische Energie 10 MeV und komme so auf das richtige ergebnis?
Wäre das bei einer kinetischen Energie von 30MeV dann auf höhe 10MeV und was genau ist mit Lage und Ort des [mm] \alpha-Teilchens [/mm] gemeint?
Ich hoffe man versteht die Frage auch ohne Bild ich hab leider keine Möglichkeit das Bild einzufügen
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt
Ich habe noch ein Bild bei google gefundne aber der unterster Wert ist bei mir -20Mev nicht -10MeV
ich stell hier mal den link rein
http://wiki.physikerwelt.de/images/Potential-Topf.png
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 14:54 Fr 26.09.2014 | | Autor: | P.N. |
Ich bin jetzt auf den Tunneleffekt gestoßen, kann mir aber nicht vorstellen, dass man einfach 1 zu 1 die kinetische Geschwindigkeit mit der "höhe bzw Lage" des Potentialtopfes Gleichsetzen kann.
Müsste man da nicht eine beschleunigung durch die Abstoßung des Coulombwalles feststellen?
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Hallo!
Habs in dem anderen Beitrag ja recht ausführlich beschrieben. Der Tunneleffekt bedeutet nur, daß das [mm] \alpha [/mm] sich mit gewisser Wahrscheinlichkeit duch den Potentialwall "beamen" kann.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 16:03 Fr 26.09.2014 | | Autor: | P.N. |
ja dank dir der Teil ist klar :)
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Hallo!
Im Prinzip läuft es mit diesen Diagrammen so:
Du zeichnest das [mm] \alpha [/mm] in einer bestimmten Höhe in das Diagramm ein, z.B. bei +10MeV auf der Y-Achse. Das ist dann die Gesamtenergie des [mm] \alpha [/mm] . Da die Gesamtenergie konstant ist und die Summe von kin. und pot. Energie ist, ist die Differenz zwischen der Höhe des [mm] \alpha [/mm] und dem eingezeichneten Potential grade die kinetische Energie.
Das [mm] \alpha [/mm] kann sich nun beliebig nach rechts und links bewegen, wobei sich seine kin. Energie im gleichen Maße wie das Potential verändert. Nur die Summe ist konstant. (Deshalb bewegt es sich horizontal in dem Diagramm.)
Stößt das [mm] \alpha [/mm] dabei gegen die Potentiallinie, wird es zurück geworfen, und kann sie nicht überwinden.
Das ist wie eine Kugel in einem Gebirge. Sie hat eine konstante Energie, bestehend aus kin. und pot. Energie.
Rollt sie das Gebirge hoch, gewinnt sie immer mehr pot. Energie, und die kin. Energie wird kleiner, die Kugel also langsamer.
Und wenn das Gebirge zu hoch ist, erreicht die Kugel einen Punkt, ab dem sie nicht mehr weiter kommt.
Für das Alpha-Teilchen gibt es mit dem Tunneleffekt einen Ausweg: Mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit tunnelt es durch den Potentialberg durch, und kommt an der Außenseite wieder raus - immernoch mit der gleichen Energie.
Was würde die Kugel in diesem... Vulkanartigen Berg tun,wenn sie aus dem Krater seitlich versetzt am Berg raus kommt? Sie würde den Berg runter rollen, und bis in die Unendlichkeit verschwinden. Je weiter sie weg ist, desto höher die Geschwindigkeit, weil das Potential immer kleiner wird. Und im Unendlichen ist das Potential ja 0, das heißt, die gesamte Energie von +10MeV ist dann in kinetische Energie übergegangen.
Per Konvention (weils prakrisch ist) werden solche Potentiale so gewählt, daß sie im Unendlichen =0 sind. Und das bedeutet eben, wenn man ein Teilchen mit gewisser positiver Gesamtenergie irgendwo in das Potential setzt, hätte es im Unendlichen genau diese Energie als rein kinetische.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:02 Fr 26.09.2014 | | Autor: | P.N. |
Erst einmal vielen Dank für die ausführliche Antwort
Da die Gesamtenergie konstant ist und die Summe von kin. und pot. Energie ist, ist die Differenz zwischen der Höhe des $ [mm] \alpha [/mm] $ und dem eingezeichneten Potential grade die kinetische Energie.
Was genau ist hier das eingezeichnete Potential?
Ich habe eine Höhe von 10 MeV eingezeichnet das Potential ist insgesammt 50 MeV? Da 30MeV positiv und -20Mev negativ oder wie genau bestimme ich das?
Der Rest ist klar danke dir vielmals
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 21:32 Fr 26.09.2014 | | Autor: | chrisno |
Für das Alpha von außen nach innen:
Ganz weit weg: nur kinetische Energie, 10 MeV
Außen am Potentialwall: nur potentielle Energie 10 MeV
Nun geht es auf der anderen Seite weiter: die 10 MeV über Null sind noch da, dazu kommt der abgesenkte Boden. Der ist um 20 MeV tiefer gelegt, das gibt es als Energie dazu: also 30 MeV kinetische Energie im Kern.
Überlegung dazu: Hätte das Alpha im Kern keine kinetische Energie, dann müssten alleine die 20 MeV zugeführt werden, damit es durch (nicht mögliches) Tunneln außerhalb des Kerns in großer Entfernung gerade keine Energie mehr hätte.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 10:31 Sa 27.09.2014 | | Autor: | P.N. |
Danke alles verstanden :)
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