Zehn interaktive Aufgaben von der Zerfallsgleichung über die Reichweite bis zur Ablenkung im elektrischen Feld — mit gestuften Hilfen und Fortschrittsanzeige.
Ziehe die Bausteine an die richtige Stelle — drei Bausteine bleiben übrig.
Beim α-Zerfall sendet der Kern einen aus. Er besteht aus zwei und zwei Neutronen und ist deshalb zweifach geladen. Die Kernladungszahl Z sinkt um , die Nukleonenzahl A um .
Die drei übrigen Bausteine sind typische Verwechslungen: Das α-Teilchen enthält keine Elektronen, ist nicht negativ und kein ganzes Atom.
Was verlässt den Kern — ein Atom oder nur ein Kern? Und welche Teilchen tragen Ladung?
Helium-Kern → zwei Protonen (+ zwei Neutronen) → zweifach positiv → Z sinkt um 2, A um 4.
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Vom Kern bis zum Helium-Atom
AFB I
Bringe die sechs Stationen eines α-Teilchens in die richtige Reihenfolge.
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Ein instabiler Kern ordnet sich um.
2Zwei Protonen und zwei Neutronen verlassen den Kern gemeinsam.
3Das α-Teilchen fliegt durch die Luft und trifft auf Atome.
4Bei jedem Stoß schlägt es Elektronen heraus und wird langsamer.
5Nach wenigen Zentimetern ist seine Energie verbraucht.
6Es fängt zwei Elektronen ein und wird zu einem Helium-Atom.
Der letzte Schritt wird oft vergessen: Ein abgebremstes α-Teilchen ist am Ende ein ganz gewöhnliches Helium-Atom.
Zuerst passiert etwas im Kern, ganz am Ende ist das Teilchen elektrisch neutral.
Kern ordnet sich um → Paket verlässt den Kern → Flug durch Luft → Stöße und Ionisation → Energie verbraucht → zwei Elektronen eingefangen.
3
Stimmt das über α-Strahlung?
AFB I
Entscheide bei jeder Aussage, ob sie richtig oder falsch ist.
Richtig oder falsch?
Aussage 1 von 5
Zwei Aussagen klingen plausibel, sind aber falsch: Das Element ändert sich immer, und das α-Teilchen ist ein Schwergewicht.
Denke an den Steckbrief: Was wird ausgesendet, wie schwer ist es, was hält es auf?
Richtig sind die Aussagen zum Helium-Kern, zum Papier und zur negativen Platte. Falsch: „Element bleibt gleich“ und „leichter als ein Elektron“.
4
Die Zerfallsgleichung lesen
AFB I
Radium-226 zerfällt unter Aussendung eines α-Teilchens. Klicke in der Gleichung jeweils den Bestandteil an, nach dem gefragt wird.
Klicke das gesuchte Element in der Gleichung an. Mit der Tastatur: Tab oder Pfeiltasten zum Wandern, Enter zum Auswählen.
Oben steht immer A (alle Nukleonen), unten Z (nur Protonen). Links das Mutternuklid, rechts Tochternuklid und α-Teilchen.
Die obere kleine Zahl ist die Nukleonenzahl, die untere die Kernladungszahl.
Mutternuklid = Ra, α-Teilchen = He, Nukleonenzahl des Mutterkerns = 226, Kernladungszahl des Tochterkerns = 86, Tochternuklid = Rn.
5
Zwei Zerfallsgleichungen vervollständigen
AFB II
Radon-222 und Uran-238 sind beides α-Strahler. Bestimme jeweils A und Z des Tochterkerns.
Trage für beide Zerfälle die Nukleonenzahl A und die Kernladungszahl Z des Tochterkerns ein. Enter prüft.
Rn-222 → Po-218 (Polonium, Z = 84) + He; U-238 → Th-234 (Thorium, Z = 90) + He. Probe: 222 = 218 + 4 und 86 = 84 + 2.
Der Kern verliert vier Nukleonen, davon zwei Protonen.
A − 4 und Z − 2: Radon 222 → 218, 86 → 84 (Polonium). Uran 238 → 234, 92 → 90 (Thorium).
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Die Zerfallstabelle
AFB II
In jeder Zeile fehlt genau eine Zahl. Ergänze sie — mal vom Mutter- zum Tochterkern, mal rückwärts.
Fülle alle Felder aus und prüfe dann. Enter in einem Feld prüft ebenfalls.
Zerfall
A Mutter
Z Mutter
A Tochter
Z Tochter
Po-210 → Pb
210
84
82
Th-232 → Ra
232
90
228
Ra-226 → Rn
88
222
86
Pu-238 → U
238
234
92
Cm-244 → Pu
244
96
94
Vorwärts: A − 4 und Z − 2. Rückwärts vom Tochterkern zum Mutterkern: A + 4 und Z + 2 — wie bei Radium und Plutonium.
Beim α-Zerfall gilt immer: A sinkt um 4, Z um 2. Rückwärts musst du addieren.
Welche Eigenschaften gehören zur α-Strahlung — und welche gerade nicht?
Ziehe jede Karte in das passende Fach — oder wähle sie an und drücke 1 bzw. 2.
1trifft auf α-Strahlung zu
2trifft nicht zu
„Kernladungszahl sinkt um 4“ ist die Falle: Um 4 sinkt die Nukleonenzahl, Z sinkt nur um 2.
Das α-Teilchen ist ein schwerer, positiv geladener Helium-Kern. Was folgt daraus für Reichweite und Abschirmung?
Trifft zu: kurze Reichweite, Papier stoppt, starke Ionisation, zweifach positiv. Trifft nicht zu: Elektronen, neutral, Blei durchdringen, Z − 4.
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Wie viele α-Zerfälle stecken in der Reihe?
AFB II
Uran-238 zerfällt über viele Zwischenschritte zum stabilen Blei-206. Unterwegs kommen α- und β-Zerfälle vor; ein β-Zerfall ändert die Nukleonenzahl nicht. Wie viele α-Zerfälle sind es insgesamt?
Nur die α-Zerfälle verändern die Nukleonenzahl — β-Zerfälle lassen A unverändert.
238 − 206 = 32, und 32 : 4 = 8. Die Uran-Radium-Reihe enthält also acht α-Zerfälle (und daneben sechs β-Zerfälle, die A nicht ändern).
Um wie viel sinkt A insgesamt — und um wie viel pro α-Zerfall?
Ein α-Strahl fliegt im Vakuum zwischen zwei geladene Platten: oben die negative, unten die positive. Welche der vier Skizzen zeigt die Bahn richtig?
Klicke die passende Karte an und prüfe dann. Mit der Tastatur: Tab zur Karte, Enter auswählen.
Richtig ist A: Das positive α-Teilchen wird zur negativen (oberen) Platte gezogen — aber nur schwach, weil es rund 7200-mal so schwer ist wie ein Elektron. B zeigt die starke Ablenkung, die zu einem leichten β-Teilchen passen würde, C hat die Richtung falsch (das wäre eine negative Ladung), D gilt nur für ungeladene γ-Strahlung.
Zwei Fragen: In welche Richtung zieht das Feld eine positive Ladung? Und wie stark lässt sich ein so schweres Teilchen ablenken?
Positiv → Richtung negative Platte (nach oben). Große Masse → nur eine leichte Krümmung: Karte A.
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Drei Fehler im Heft
AFB III
Jonas hat den α-Zerfall von Americium-241 aus dem Rauchmelder erklärt. In seinem Text stecken drei Fehler. Finde sie.
Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen müssen stehen bleiben.
Drei Fehler, drei Klassiker: Elektronen statt Neutronen, A − 2 statt A − 4 und „kurze Reichweite = wenig Energie“.
Prüfe jede Zeile gegen den Steckbrief: Was verlässt den Kern, um wie viel ändern sich A und Z, und warum ist das Teilchen von außen harmlos?
Zeile 2 (Elektronen statt Neutronen), Zeile 4 (A sinkt um 4, nicht um 2) und Zeile 6 (das Teilchen hat viel Energie, gibt sie nur schnell ab).
