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Arbeitsauftrag: Streuversuch: Unterschied zwischen den Versionen

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In dem Experiment wird eine dünne Metallfolie mit Alphateilchen, welche positiv geladen sind, beschossen. Wenn diese Alphateilchen weniger Energie haben, werden sie langsamer. Es werden nur die positiv geladenen Teilchen abgestoßen. Rutherford  hat diese Ablenkung berechnet, beobachtet und den Ablenkungswinkel gemessen. Dabei hat er dann festgestellt, dass Messungen und Berechnungen übereinstimmen.

Version vom 9. Januar 2020, 14:50 Uhr


Recherchiert im Internet den Streuversuch von Rutherford. Seht euch dazu auch folgende Simulation an:

Simulation


Verfasst hiernach zu zweit einen Text zur Beschreibung des Versuchs und zur Erklärung der Erkenntnisse, die Rutherford aus seinem Versuch zog.

Inhaltsverzeichnis

Hanna & Celine

Rutherfords Streuversuch

Alphastrahler befinden sich in einer Bleiabschirmung, dieser hat eine Öffnung, die zu einer Goldfolie zeigt. Um die Goldfolie herum befindet sich ein Zinksulfidschirm. Die Alphastrahlen schießen zu der Goldfolie. Von der Goldfolie aus werden die Alphateilchen abgestoßen und streuen in alle Richtungen und landen auf dem Zinksulfidschirm. Umso mehr Protonen sich im Atomkern befinden umso mehr werden die Alphastrahlen abgestoßen. Umso mehr Energie die Alphastrahlen haben umso schneller und weiter schießen sie. Umso kleiner die Neutronenzahl ist, desto weiter- schießen die Alphastrahlen.


Meret

Erkenntnisse aus Rutherfords Streuversuch

Rutherford erkannte in seinem Versuch, dass die Alphateilchen abgelenkt werden. Er erklärte dieses Beobachtung damit, dass Atome aus einem festen Kern und eine durchlässigen Hülle bestehen. Wenn die Alphateilchen also durch zum Beispiel eine dünne Goldfolie strahlen, treffen manche die Atomkerne, wodurch sie von ihrer eigentlich geraden Flugbahn abkommen.

Lisa Marie

Rutherfords Streuversuch

Rutherford hat bei seinem Streuversuch entdeckt, dass die Alphateilchen (elektrisch geladene Atome des Gases Helium) abgelenkt werden und daraufhin hat er dieses Experiment monatelang beobachten lassen und herausgefunden dass sich massive Atome stark ablenken lassen und Atome mit fast leerer Hülle und nur einem Kern sich nicht so oft ablenken lassen, wenn sie es aber tun, dann stark.


Saphira & Luca

Im Jahre 1898 entdeckte der Wissenschaftler Ernest Rutherford Teilchen, die beim radioaktiven Zerfall entstehen. Dafür hat er einen Versuch gemacht, bei dem er sogenannte Alphateilchen durch einen Aplhastrahler auf eine Goldfolie geschossen hat. Um diese Goldfolie herum, befand sich ein Zinksulfidschirm mit einer Öffnung, durch die die Alphateilchen gelangen konnten. Bei seinem Versuch konnte er feststellen, dass die meisten Teilchen durch die Goldfolie hindurch gingen. Manche Teilchen hingegen wurden seitlich abgelenkt. Immer wenn ein Teilchen auf den Zinksulfildschirm prallte, konnte man auf diesem einen Lichtblitz sehen. Seine Assistenten haben diese Lichtblitze dann monatelang gezählt und Rutherford hat einige Theorien zum Aufbau eines Atoms aufgestellt. Beispielsweise vermutete er, dass jedes Atom einen Kern hat, der an einem festen Ort sitzt und positiv geladen ist. Die ebenfalls positiv geladenen Alphateilchen werden von dem Kern abgestoßen. Je näher dieses Teilchen am Kern vorbeifliegt, desto stärker wird es abgestoßen.


Zoé, Isabel und Jenna

Streuversuch von Rutherford

Rutherford und andere Physiker gingen davon aus, dass jedes Atom eine bestimmte Menge von Elektronen enthält. Da ja jedes Atom elektrisch neutral ist, muss im Atom auch positive Ladung enthalten sein, und zwar genauso viel positive wie negative Ladung. Die positive Ladung und auch die Masse des Atoms sind in einem sehr kleinen Bereich, in dem Atomkern konzentriert. Ansonsten ist das Atom völlig leer. Hat ein geladenes Atom gar keine Elektronen, bleibt dann nur der Kern.

Louisa & Faye

Streuversuch

Eine Bleiabschirmung in der sich die Alphastrahlen herausschießen strahlt auf die Goldfolie, die Goldfolie ist um landet von einem Schirm. Am anderen Ende des Schirmes ist Mikroskop, in dem sich ein Zähler auf welchem Lichtblitz auf dem Zinksulfidschirm beschattet werden können. Die gesamt Masse liegt im Kern und in der Hülle befinden sich nur die Elektronen. Der Alphastrahler befindet in einer Bleiabschirmung mit Eier schmalen Öffnung. Die Goldfolie ist etwa 1000 Atomlagen dick, es streut die Alphastrahlung in alle Richtungen. Der Zähler des Mikroskops ist an dem Schirm befestigt, dadurch gelangen die Lichtblitze auf dem Zinksulfidschirm. Nach dem Modell fließen die Atome durch die Goldfolie bis zur Gegenüberliegenden Seite. Je mehr Protonen verwendet werden, desto höher ist die Abstoßung der Teilchen.

Adrian

Rutherfords Streuversuch

Bei seinem Streuversuch hat Rutherford eine Goldfolie mit Alphateilchen beschossen und dabei herausgefunden, dass die Alphateilchen an dem Rand des Kegels eintrafen, anstatt gerade durch diesen durch zufliegen. Dies konnte er dadurch erklären, dass die Atome in der Goldfolie einen festen Kern haben, die die Alphateilchen ablenkt, sodass diese an den Rand des Kegels abgelenkt werden und dort einschlagen. So hat er herausgefunden, dass Atome aus einem Kern und einer Alphateilchen-durchlässigen Hülle bestehen. Der Winkel indem die Alphateilchen hängt von den Protonen ab und ist unabhängig der Anzahl der Neutronen.

Erik, Tobias, Jona

Atomvorstellung nach Rutherford

Die Alphateilchen werden abgestoßen von den Protonen und Neutronen. Wenn eine geringere Energie vorhanden ist, werden die Teilchen schon früher abgestoßen. Gibt es mehr Protonen als Elektronen werden die Alphateilchen stärker abgestoßen. Das heißt wenn eine geringe Energie und viele Protonen vorhanden sind, dann gibt es eine sehr starke Abstoßung der Alphateilchen.

Wie ist das Experiment aufgebaut?

Ein Alphastrahler in einer Bleiabschirmung mit kleiner, schmaler Öffnung. Eine Goldfolie die nur etwa 1000 Atomlagen dick ist, welche die Alphastrahlung in alle Richtungen streut. Ein Zähler mit Mikroskop, mit dem die Lichtblitze auf dem Zinksulfidschirm beobachtet wurden, konnte um den Schirm herumgeführt werden.

Rutherford wiederlegte die Theorie von Thomson mit dem Streuversuch, in dem er bewies, dass Alphateilchen durch die Atomhülle einer dünnen Gold Schicht dringen. Je näher die Alphateilchen am Kern vorbei fliegen werden sie stärker oder gar nicht abgestoßen. Wenn die Alphateilchen direkt auf den Kern treffen, werden sie reflektiert.


Nico, Moritz und Kai

Lina & Lisa

In dem Experiment wird eine dünne Metallfolie mit Alphateilchen, welche positiv geladen sind, beschossen. Wenn diese Alphateilchen weniger Energie haben, werden sie langsamer. Es werden nur die positiv geladenen Teilchen abgestoßen. Rutherford hat diese Ablenkung berechnet, beobachtet und den Ablenkungswinkel gemessen. Dabei hat er dann festgestellt, dass Messungen und Berechnungen übereinstimmen.