Kernmodelle

Kernmodelle

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  Kernmodelle @malcjohn am 27.4.2012für Physik DSP
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  Struktur • Modell oder Theorie ? • Tröpfchenmodell • Potentialtopfmodell (Fermi-Gas-Modell) • Zusammenfassung
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  Theorie der Kernmodelle •Muss die Struktur des Kernes und den Mechanismus von Kernreaktionen (dynamische Eigenschaften des Kerns) beschreiben • Hier aber: – ist nicht bekannt die Form der Krafte zwischen Nukleonen im Kern – die Gleichung beschreibt die Bewegung der Nukleonen im Kern sind sehr kompliziert – Der Kern hat auch zu viele Nukleonen Nur Modelle Quelle: http://goo.gl/Kg68y
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  • kein einheitliches Modell zur Beschreibung aller Vorgänge im Atomkern • verschiedene Kernmodelle für unterschiedliche Fragestellungen  2 kurz charakterisiert werde Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Atomkern
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  2 Modelle • Tröpfchenmodell • Fermi-Gas-Modell • für sehr schwere Kerne • für leichte Kerne mit nur am besten geeignet wenigen Nukleonen • der Kern wird als • beschreibt den Kern als geladenes Gas Flüssigkeitstropfen • erklärt qualitativ diskrete angenommen Energienieveaus und • erklärt Bindungsenergien liefert den Zshg. und zwischen Kerngrösse und Stabilitätsbedingungen Potentialtiefe • makroskopisches Modell • mikroskopisches Modell Quelle: http://www.quantenwelt.de/kernphysik/aufbau/modelle/
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  Tröpfchenmodell (1936) • Alskugelrundes Tröpfchen einer elektrisch geladenen Flüssigkeit und ergibt eine Formel für seine gesamte Bindungsenergie (und Masse des Kernes) • Das Modell ist in der Lage einige Aussagen über Kernzerfälle und auch Spaltreaktionen zu machen. • Das Modell erklärt die Stabilität der Isotopen. • chemische Elementen finden auf der Erde eine Begründung
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  Tröpfchenmodell (1936) #2 If {B = Ausrechbar; Then (alle Kernmassen theoretisch vorhersagen kann) } In Folge verschiedener Einflüsse setzt sich die Bindungsenergie aus verschiedenen Anteilen zusammen: B= B1+B2+B3+B4 etc. Anteile • Volumenenergie • Oberflächenenergie • Coulombenergie • Asymmetrieenergie • Paarungsenergie Quelle: http://goo.gl/JoN28
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  Aber ... • keine Aussage • wie gross die einzelnen Anteile der „B“ sind • über Ursachen oder den Verlauf des rad. Zerfalls machen • den Verlauf der „B“ in Abhängigkeit von Massenzahl der Kerne nicht erklären  Dieses Modell gibt kaum Einblicke in Struktur und Dynamik des Atomkerns.
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  Fermi-Gas-Modell • Nukleonen bewegen sich im Kern unabhängig von einander (keineswegs selbstverständlich!) • als frei beweglich angenommen und unterliegen nur dem Pauli-Prinzip • erklärt qualitativ diskrete Energienieveaus und liefert den Zusammenhang zwischen Kerngrösse und Potentialtiefe • durch das Modell werden folgende Dinge mehr oder weniger gut beschrieben: • Impuls der Fermionen • Bindungsenergien • Volumen- und Asymmetrieterm in der Massenformel bei dem Tröpfchenmodell Quelle: http://goo.gl/inAd1
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  Fermi-Gas-Modell Quelle: http://goo.gl/inAd1
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  Zusammenfassung • Beide Modelle basieren auf diametral entgegengesetzten Annahmen, erklären jedoch die gleichen nuklearen Eigenschaften wie die Bindungsenergien » zwei entgegengesetzte, stark vereinfachende Ausgangspunkte: • Modell starker Korrelation – Der Atomkern wird als Ansammlung von eng gepaarten Nukleonen verstanden (z. B. Tröpfchenmodell, etc. • Modelle unabhängiger Teilchen – Die Nukleonen bewegen sich relativ frei im Kern (Fermigas-Modell, etc). Korrelation ist eine eindeutige Beziehung zwischen zwei Merkmalen
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  Danke Mir hat dasReferat Spaß gemacht