Entscheide bei jeder Aussage, ob sie physikalisch korrekt ist.
Tippe auf „Stimmt“ oder „Stimmt nicht“. Danach erscheint die Begründung.
Aussage 1 von 6
Drei stimmen, drei nicht. Die Klassiker: „neues Element“ (nein), „vollständig abgeschirmt“ (nein) und der Stern, der nur „angeregt“ bedeutet.
Achte auf die Wörter „vollständig“, „neues Element“ und „nicht“.
2
Der γ-Zerfall in einem Satz
AFB I
Vervollständige den Merktext. Er beschreibt, was beim γ-Zerfall nacheinander passiert.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt). Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
Direkt nach einem α- oder β-Zerfall ist der neue Kern oft . Er fällt in den zurück und gibt die Energiedifferenz als ab. Das ist energiereiche Strahlung — sie hat weder noch .
Das ist der γ-Zerfall in einem Satz. Merke dir die Reihenfolge: angeregt → Grundzustand → γ-Quant. Und die zwei Eigenschaften „keine Masse, keine Ladung“ erklären fast alles Weitere.
Vier Lücken sind Fachbegriffe, zwei sind die beiden Eigenschaften, die ein γ-Quant nicht hat.
3
Drei Körbe: α, β⁻ oder γ?
AFB I
Ordne jede Karte der Strahlungsart zu, zu der sie gehört.
Ziehe die Karten in den passenden Korb — oder wähle eine Karte mit Tab und Enter und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1α-Strahlung
2β⁻-Strahlung
3γ-Strahlung
Drei Fragen genügen: Was fliegt weg? (Helium-Kern / Elektron / nichts) — Was hält es auf? (Papier / Aluminium / nichts vollständig) — Was passiert mit A und Z? (−4/−2, 0/+1, 0/0).
Frage bei jeder Karte: Was fliegt weg — oder was hält es auf?
α: Helium-Kern, Papier, −4/−2. β⁻: Elektron, Aluminium, 0/+1. γ: nur Energie, nichts hält vollständig auf, 0/0.
4
Begriff und Erklärung verbinden
AFB I
Verbinde jeden Fachbegriff mit seiner Erklärung.
Klicke links einen Begriff an und dann rechts die passende Erklärung — es entsteht eine Verbindungslinie.
Fünf Begriffe, die in jeder Klassenarbeit zu diesem Thema vorkommen. Der Stern ist ein reines Kennzeichen — er sagt nur „hier ist noch Energie drin“.
Zwei Begriffe beschreiben Zustände des Kerns, zwei kommen aus dem Abschirmungslabor.
5
Cäsium-137 wird zu Barium
AFB II
Ein Cs-137-Kern (Z = 55) sendet ein β⁻-Teilchen aus. Der entstandene Barium-Kern ist angeregt und geht anschließend durch einen γ-Übergang in den Grundzustand über. Bestimme, was nach dem γ-Übergang vorliegt.
Trage alle Antworten ein. Enter prüft alle Felder auf einmal.
Cs-137 → β⁻ → Ba-137* → γ → Ba-137. Der β⁻-Zerfall hat Z von 55 auf 56 erhöht — der γ-Übergang danach ändert nichts mehr an A, Z oder Ladung. Genau dieses Nuklid steckt übrigens in vielen Schul-Präparaten.
Beim β⁻-Zerfall wird ein Neutron zum Proton: A bleibt, Z steigt um 1.
Nach dem β⁻-Zerfall: A = 137, Z = 56 (Barium). Der γ-Übergang ändert daran nichts mehr.
6
Vom Cäsium zum γ-Quant — der Reihe nach
AFB II
Bringe die Schritte in die richtige zeitliche Reihenfolge.
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt.
1Ein Cs-137-Kern sendet ein β⁻-Teilchen aus
2Der neue Kern Ba-137 hat schon Z = 56, ist aber noch angeregt: Ba-137*
3Der Kern trägt überschüssige Energie, obwohl A und Z bereits feststehen
4Der Kern fällt in den Grundzustand zurück
5Ein γ-Quant verlässt den Kern
6Zurück bleibt Ba-137 mit unveränderten A, Z und Ladung
Erst der Teilchen-Zerfall, dann der Energie-Zerfall. Deshalb heißt es auf der Erklärseite: γ-Strahlung tritt fast immer unmittelbar nach einem α- oder β-Zerfall auf — nie als erster Schritt.
Womit fängt alles an — mit einem Teilchen oder mit Energie?
7
Drei Spuren im Magnetfeld
AFB II
Im Versuch verlassen α-, β⁻- und γ-Strahlung dieselbe Quelle und durchqueren ein Magnetfeld. Klicke die gesuchte Spur an.
Klicke die gesuchte Spur an. Mit der Tastatur: Tab zum Wandern, Enter zum Auswählen.
Nur geladene Teilchen spüren das Magnetfeld. α (positiv, schwer) wird schwach in die eine Richtung gelenkt, β⁻ (negativ, sehr leicht) stark in die andere — und das γ-Quant läuft schnurgerade weiter. So trennt man die drei Arten im Versuch.
Was ohne Ladung ist, spürt kein Magnetfeld. Was leicht ist, wird stärker abgelenkt als das, was schwer ist.
8
Kreuztabelle: Wer kann was?
AFB II
Setze in jeder Zeile überall dort ein Kreuz, wo die Eigenschaft zutrifft. Es können mehrere pro Zeile sein.
Enter setzt und löscht ein Kreuz.
Eigenschaft
α
β⁻
γ
Reichweite in Luft nur wenige Zentimeter
Wird im Magnetfeld nicht abgelenkt
Nukleonenzahl A bleibt gleich
Kernladungszahl Z bleibt gleich
Besteht aus elektromagnetischer Strahlung
Der Kern verliert 4 Nukleonen
Tritt meist unmittelbar nach einem anderen Zerfall auf
Die Zeile „A bleibt gleich“ hat zwei Kreuze: Beim β⁻-Zerfall wird nur ein Neutron zum Proton — die Nukleonenzahl bleibt. Nur beim γ-Zerfall bleiben beide Zahlen stehen.
In einer Zeile gehören zwei Kreuze hin — überlege, bei welchem Zerfall A gleich bleibt.
9
Wie dick muss das Blei sein?
AFB III
Für die γ-Strahlung von Cobalt-60 halbiert jede Halbwertsdicke von etwa 1,2 cm Blei die Intensität. Vor einer 6 cm dicken Bleiwand wird die volle Intensität (100 %) gemessen.
Rechne die Kette Schritt für Schritt. Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Dezimalzahlen mit Punkt oder Komma.
Wie viele Halbwertsdicken stecken in 6 cm Blei?Halbwertsdicken
Um welchen Faktor wird die Intensität dadurch geschwächt? (2 hoch Anzahl)-fach
Wie viel Prozent der Strahlung kommen noch an? (auf eine Nachkommastelle)%
Wie dick muss die Bleiwand mindestens sein, damit weniger als 1 % ankommt? (auf ganze Halbwertsdicken)cm
Jede Halbwertsdicke halbiert — 5 davon lassen noch 1/32 ≈ 3,1 % durch, 7 davon 1/128 ≈ 0,8 %. Egal wie viele du dazulegst: Halbieren macht nie null. Das ist der rechnerische Grund für den Satz „vollständige Abschirmung ist nicht möglich“.
6 cm ÷ 1,2 cm = Anzahl der Halbierungen.
Nach n Halbierungen bleibt 100 % ÷ 2n. Für „unter 1 %“ brauchst du 2n > 100 — das erste n, das reicht, ist 7 → 7 · 1,2 cm.
10
Fehlersuche im Merkheft
AFB III
In diesem Heftauszug stecken drei Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Klicke genau die falschen Zeilen an.
Drei Fehler, drei typische Denkmuster: „Strahlung = neues Element“, „alles wird abgelenkt“ und „weit weg = harmlos“. Wer die drei kennt, verwechselt γ nicht mehr mit α und β.
Genau drei Zeilen sind falsch. Wenn du vier markiert hast, ist eine davon in Wahrheit richtig.
