Physik compact, Basiswissen 8, Schulbuch

115 Prüfe dich selbst! Gemischte Aufgaben und Übungen 27. Gib die Formel für das Zerfallsgesetz an und be- nenne die vorkommenden Größen. Gib den ma- thematischen Zusammenhang zwischen Halb- wertszeit und Lebensdauer eines radioaktiven Stoffes an. 28. Thorium-228 hat eine Halbwertszeit von 1,9 Jah- ren. Berechne die Zerfallskonstante m und die Le- bensdauer x . Berechne wie viel Thorium von 1 g nach 3 Jahren noch vorhanden ist. 29. Radium-226 hat eine Halbwertszeit von 1,6 · 10 3 Jahren. Berechne wie viel g von 1 g in 10 Jahren zerfallen und schätze damit die Aktivität von 1 g Radium ab. 30. Beschreibe kurz die schädigende Wirkung ionisie- render Strahlung bei Lebewesen auf molekularer Ebene. Was versteht man unter akuten, latenten und genetischen Schäden. 31. Bei einem Unfall wird ein Arbeiter mit 0,8 mSv belastet. Vergleiche diese Strahlenbelastung mit typischen Werten der Äquivalentdosis im Alltag bzw. mit der höchstzulässigen Dosis bei berufsbe- dingter Strahlenbelastung und mit der sogenann- ten Schwellendosis. 32. Ein Raumschiff mit einer Ruhelänge von 300 m und einer Ruhemasse von 10 8 kg bewegt sich mit 80% der Lichtgeschwindigkeit. Berechne seine re- lativistische Länge und seine dynamische Masse. Wie viel Zeit vergeht in dem Raumschiff, wenn sich das Raumschiff mit dieser Geschwindigkeit von der Erde entfernt, während auf der Erde 1 Jahr ver- geht. 33. Berechne die Impulsunschärfe für ein Elektron (10 -30 kg), das in einem Raum mit dem Durchmes- ser eines Atomkerns (10 -15 m) eingesperrt ist. Wel- che Geschwindigkeit hätte so ein Elektron? Wel- che Folgerung lässt sich für den Aufenthalt eines Elektrons im Atomkern ziehen? 34. Beschreibe die neutroneninduzierte Kettenreakti- on bei der Kernspaltung von Uran. Skizziere auch den Vorgang. 35. Beschreibe das Atommodell nach de Broglie kurz und leite damit das erste Postulat von Bohr her. 36. Skizziere das Orbital für die Quantenzahlen n x = 2 und n y = 3 im zweidimensionalen unendlichen Po- tentialtopf. 37. Beschreibe das Problem der Interpretation des Linienspektrums (des Wasserstoffs) für die klas- sische Physik. Wer hat das Wasserstoffspektrum mathematisch berechenbar gemacht mit einer empirischen Formel? Wem verdanken wir die ers- te physikalische Erklärung des Wasserstoffspekt- rums, die quantitativ richtig ist? 38. Gib die beiden Bohr´schen Postulate in Worten und als Formel an. Beschreibe in Worten und als Gleichung bzw. Proportionalität den Zusammen- hang zwischen der Quantenzahl n und der Ener- gie eines Elektrons im Bohr´schen Modell desWas- serstoffs. 39. Bei einer Bestrahlung mit schnellen Neutronen nimmt ein Körper 2 mGy auf. Berechne die zuge- hörige Äquivalentdosis. 40. 1 rad, 1 rem, 1 Röntgen und 1 Curie sind heute veraltete Einheiten. Wandle sie in die heute gülti- gen um. Bildquellen: Cover CERN; 3.1, 14.0A Dr. Gerald Opelt, Wien; 3.2 © tom - Fotolia.com; 3.3, 22.1C, 36.1, 51.1, 79.1 CERN; 3.4, 14.0C, 22.1A, 28.1, 80.0A, 80.0B, 80.0C, 80.1, 80.2, 82.1, 82.2, 84.1, 84.2, 87.1, 87.2, 88.1, 88.2, 89.2, 91.1, 92.2, 93.3, 94.1, 98.1, 98.2, 99.1, 99.3 NASA; 3.5, 45.3, 45.4, 46.1, 100.1A, 100.1B, 100.1C, 107.1 IBM Zürich; 4.0B Science Source / PhotoResear- chers / picturedesk.com ; 6.1, 6.2A, 6.2B, 10.1, 10.2, 102.1A, 102.2A, 105.5B Dr. Josef Schreiner, Wien; 7.1A, 22.1B MEV-Verlag, Germany; 7.1B, 7.3, 14.0B, 54.2, 55.1a, 55.1b Science Photo Library / picturedesk.com ; 7.2 akg-images / picturedesk.com ; 8.3 91050 / United Archives / picturedesk.com ; 32.0A© tom - Fotolia.com; 32.0B © SyB - Fotolia.com; 32.0CMH Foto Design; 35.1, 35.2 University of Rochester, Rochester, NY; 48.0A © Blickfang - Fotolia.com; 48.0B Österreichischer Zivilschutzver- band Bundesverband (ÖZSV), Wien; 48.0C CERN / LHC; 48.1, 52.3, 52.4 CERN / ATLAS; 50.2 SLAC, Stanford; 64.1, 64.2, 64.3, 64.4, 64.5, 64.6, 65.1, 65.2, 65.3 Mag. Alfred / Mag. Peter Nussbaumer, Perschling; 66.1B National Cancer Institute,Bethesda, Maryland; 66.2 AIT Austrian Institute of Technology GmbH, Wien/Seibersdorf; 68.1 Technischce Universität, Wien; 70.1 JET, Culham, Oxfordshire; 72.1 KYODO NEWS / Action Press / picturedesk.com ; 73.1B, 73.2B U.S. National Archives RG 77-AEC; 103.2 Technische Universität, Berlin; 105.1, 105.2 Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Institut für Physik , Halle (Saale); 106.1A Leonel Bourque/iStockphoto.com; 106.1B © iShootPhotos, LLC - iStockphoto.com; 109.1A, 109.1B Natio- nal Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Kansei; 109.2 Peidong Yang, University of California, Berkeley; 110.3 Institut für Experimentalphysik, Universität Innsbruck; 111.1, 111.2 Ludwig-Maximilians-Universität Mün- chen, Fakultät für Physik, München; 111.3, 111.4 University of California, Los Angeles; 111.5 Rice University, Department of Chemistry, Houston N ur zu Prüfzwecken – Eige n tum des V rlags öbv