HMTC - Halbmikrotechnik Chemie GmbH Ordner

α-Strahlung: Helium-Nachweis

Inhalt

Zielstellung mit Begründung
Vorwissen
Experiment
- Apparatur und Messgeräte

Durchführung
Aufbau
Versuch und Beobachtung
Entsorgung

Folgerung
Ergebnis
Ausblick
Literatur und Bearbeitung

Zielstellung und Begründung

Experiment zur direkten Identifikation der a-Strahlung, um die Ergebnisse der Ablenkung der a-Strahlung im elektrischen Feld zu bestätigen. Das Experiment wird als Simulation angeboten, weil der Zugang zu offenen radioaktiven Präparaten ein für die Arbeit mit radiaktiven Substanzen zugelassenes Labor erfordert. Außerdem ist. Die Ungangsbeschränkung mit radioaktiven Substanzen auf das Alter ab 18 Jahren beschränkt.

Vorwissen:

α-Strahlung besitzt in Luft nur eine geringe Reichweite von ca. 2-5 cm. Auf dem Weg durch die Luft hinterlässt die α-Strahlung eine Spur elektrisch geladener Teilchen. Untersucht man die α-Strahlung in eine "evakuierter Elektronenröhre" nach J.J. Thomson, so zeigt sich, dass die α-Strahlung aus positiv geladenen Teilchen mit einer, verglichen mit Elektronen, sehr großen Masse besteht. Es besteht die Möglichkeit, dass die α-Strahlung aus dem Atomkern aus Bestandteilen des Atomkerns besteht.

Spuren von gasförmigen Elementen zeigen in Gasentladungsröhren "Geißler-Röhren" charakteristischen Leuchten. Bei der Spektralzerlegung des Lichtes kann von teilweise sehr scharfe Linien im Spektrum finden, die für das entsprechende Gas spezifisch sind.

Experiment

In einem Modellexperiment soll die Untersuchung von E. Rutherford zur Identifikation der α-Strahlung als Helium-Atomkerne nachvollzogen werden.

Apparatur:

Bild: Experimentelle Anordnung zum Nachweis der a-Strahlung als Helium-Atomkerne

Radioaktiver Strahler (Radium)

Geißler-Röhre mit Hochspannungsversorgung

Spektraluntersuchung mit Spalt und Dreiecksprisma

Durchführung

Um den Versuch als Modell-Experiment durchführen zu können, muss man die animierte Flash-Datei alph_he_rutherford.swf herunterladen.

Aufbau:

Mache dich mit den Möglichekeiten vertraut, wie man das Modell-Experiment steuern kann. Dazu bewege die "Maus" über das Bild. An stellen, wo man durch eine "Links-Klick" mit der Maus das Geschehen verändern kann, wird der "Mauszeiger" zu einer "Hand". Suche und probiere die verschiedenen Stellen aus!

Versuch und
Beobachtung:

Entwirf eine Versuchsvorschrift, die die historische Untersuchung von Rutherford, veröffentlicht 1908, nachstellt.

Führe das Modellexperiment durch.

Was kann man dabei beobachten?

Entsorgung,
Aufräumen:

Bringe das Experiment in eine Zustand, der keine Gefahr für einen anderen Experimentator mehr besitz. Dazu muss die Spannunh abgeschaltet sein und der radioaktive Strahler wieder in den Tresor gebracht werden.

Folgerung

Deutung (Auswertung):

Ergebnis:

Was ist zweifelsfrei erklärt worden? Bezug auf die Zielsetzung nehmen!

Ausblick:

Welchen Nutzen kann man aus der gewonnenen Erkenntnis ziehen?

Was bleibt zu tun?

Welches Folge-Experiment ist jetzt nötig geworden?

Literatur und Bearbeitung

Autor (Text):

Klaus-G. Häusler