Physik · Klasse 9 und 10 · Kapitel

Physik 9/10: Radioaktivität und Kernphysik

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1Ich kann aus Massenzahl und Ordnungszahl Protonen, Neutronen und Elektronen bestimmen.

MerkenDer Atomkern

Die Ordnungszahl Z ist die Zahl der Protonen.

Die Massenzahl A zählt Protonen und Neutronen zusammen. Also gilt: Neutronen = A − Z. Ein ungeladenes Atom hat so viele Elektronen wie Protonen.

BeispielProtonen, Neutronen, Elektronen

Ein Kern Kohlenstoff-12 hat die Ordnungszahl 6 und die Massenzahl 12. Wie viele Neutronen hat er? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

Ordnungszahl = Zahl der Protonen. Massenzahl = Protonen und Neutronen zusammen.
N = A − Z = 12 − 6 = 6
Kohlenstoff-12 hat 6 Neutronen

Ordnungszahl = Zahl der Protonen. Massenzahl = Protonen und Neutronen zusammen.
N = A − Z = 12 − 6 = 6
Kohlenstoff-12 hat 6 Neutronen

Ergebnis:

6 Neutronen

AchtungMassenzahl als Zahl der Neutronen gelesen

So nicht

Natrium-23: 23 Neutronen

So richtig

Natrium-23, Z = 11: N = 23 − 11 = 12 Neutronen

Die Massenzahl zählt alle Kernteilchen, Protonen und Neutronen. Für die Neutronen ziehst du die Ordnungszahl ab.

ÜbenJetzt du

○1
Ein Kern Stickstoff-14 hat die Ordnungszahl 7 und die Massenzahl 14. Wie viele Neutronen hat er? Berechne mit Einheit.
So fängst du an:
Ordnungszahl = Zahl der Protonen. Massenzahl = Protonen und Neutronen zusammen.
Lösung zeigen
1. Ordnungszahl = Zahl der Protonen. Massenzahl = Protonen und Neutronen zusammen.
2. N = A − Z = 14 − 7 = 7
3. Stickstoff-14 hat 7 Neutronen
Ergebnis:
7 Neutronen
●2
Ein Kern Lithium-7 hat die Ordnungszahl 3 und die Massenzahl 7. Wie viele Neutronen hat er? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Ordnungszahl = Zahl der Protonen. Massenzahl = Protonen und Neutronen zusammen.
2. N = A − Z = 7 − 3 = 4
3. Lithium-7 hat 4 Neutronen
Ergebnis:
4 Neutronen
★3
Ein Atom Kupfer-63 hat 34 Neutronen im Kern und ist nicht geladen. Wie viele Elektronen hat es? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Ungeladenes Atom: so viele Elektronen wie Protonen.
2. Protonen: Z = A − N = 63 − 34 = 29
3. 29 Protonen, also 29 Elektronen
Ergebnis:
29 Elektronen

2Ich kann Isotope erkennen und unterscheiden.

MerkenIsotope

Isotope sind Kerne desselben Elements: gleiche Ordnungszahl, also gleich viele Protonen.

Sie haben verschieden viele Neutronen und deshalb verschiedene Massenzahlen. Chemisch verhalten sie sich gleich.

BeispielIsotope erkennen

Welche zwei Kerne sind Isotope? Kern 1: Z = 20, A = 40. Kern 2: Z = 19, A = 39. Kern 3: Z = 19, A = 40.

Schritt für Schritt

Isotope gehören zum selben Element: Sie haben dieselbe Ordnungszahl Z.
Dieselbe Ordnungszahl 19 haben Kern 2 und Kern 3, ihre Massenzahlen sind verschieden.
Also: Kern 2 und Kern 3

Isotope gehören zum selben Element: Sie haben dieselbe Ordnungszahl Z.
Dieselbe Ordnungszahl 19 haben Kern 2 und Kern 3, ihre Massenzahlen sind verschieden.
Also: Kern 2 und Kern 3

Ergebnis:

Kern 2 und Kern 3

AchtungIsotope an der falschen Zahl erkannt

So nicht

C-14 und N-14 sind Isotope (gleiche Massenzahl)

So richtig

C-12 und C-14 sind Isotope: Z = 6 bei beiden, Massenzahl verschieden

Isotope gehören zum selben Element: gleiche Ordnungszahl, also gleich viele Protonen. Nur die Neutronen sind verschieden.

ÜbenJetzt du

○4
Welche zwei Kerne sind Isotope? Kern 1: Z = 19, A = 40. Kern 2: Z = 19, A = 39. Kern 3: Z = 20, A = 40.
So fängst du an:
Isotope gehören zum selben Element: Sie haben dieselbe Ordnungszahl Z.
Lösung zeigen
1. Isotope gehören zum selben Element: Sie haben dieselbe Ordnungszahl Z.
2. Dieselbe Ordnungszahl 19 haben Kern 1 und Kern 2, ihre Massenzahlen sind verschieden.
3. Also: Kern 1 und Kern 2
Ergebnis:
Kern 1 und Kern 2
●5
Welche zwei Kerne sind Isotope? Kern 1: Z = 8, A = 15. Kern 2: Z = 7, A = 14. Kern 3: Z = 7, A = 15.
Lösung zeigen
1. Isotope gehören zum selben Element: Sie haben dieselbe Ordnungszahl Z.
2. Dieselbe Ordnungszahl 7 haben Kern 2 und Kern 3, ihre Massenzahlen sind verschieden.
3. Also: Kern 2 und Kern 3
Ergebnis:
Kern 2 und Kern 3
★6
Cobalt-59 und Cobalt-60 sind Isotope. Kann man sie chemisch trennen – und warum?
Lösung zeigen
1. Isotope haben dieselbe Ordnungszahl.
2. Cobalt-59: 27 Protonen, 32 Neutronen. Cobalt-60: 27 Protonen, 33 Neutronen.
3. Also: Nein, gleich viele Elektronen, also reagieren sie chemisch gleich.
Ergebnis:
Nein, gleich viele Elektronen, also reagieren sie chemisch gleich.

3Ich kann Alpha-, Beta- und Gammastrahlung nach Ladung, Reichweite und Abschirmung unterscheiden.

MerkenDrei Strahlenarten

Alphastrahlung ist positiv, ein Blatt Papier hält sie auf.

Betastrahlung sind Elektronen, Aluminium hält sie auf. Gammastrahlung ist ungeladen, Blei schwächt sie nur.

BeispielAlpha, Beta oder Gamma?

Eine Strahlung besteht aus Heliumkernen mit 2 Protonen und 2 Neutronen. Um welche Strahlung geht es?

Schritt für Schritt

Denk an die drei Steckbriefe: Ladung, Reichweite, woraus sie besteht.
Alpha: Heliumkerne, positiv, nur Zentimeter weit, Papier hält sie auf.
Also: Alphastrahlung

Denk an die drei Steckbriefe: Ladung, Reichweite, woraus sie besteht.
Alpha: Heliumkerne, positiv, nur Zentimeter weit, Papier hält sie auf.
Also: Alphastrahlung

Ergebnis:

Alphastrahlung

AchtungStrahlenarten verwechselt

So nicht

Ein Blatt Papier hält Gammastrahlung auf.

So richtig

Papier → Alpha bleibt stecken, Aluminium → Beta bleibt stecken, Blei → Gamma wird nur geschwächt

Alpha ist positiv und bleibt schon im Papier stecken. Beta sind Elektronen und bleiben im Aluminium. Gamma ist ungeladen, Blei schwächt sie nur.

ÜbenJetzt du

○7
Eine Strahlung ionisiert auf ihrem kurzen Weg die Luft am stärksten. Um welche Strahlung geht es?
So fängst du an:
Denk an die drei Steckbriefe: Ladung, Reichweite, woraus sie besteht.
Lösung zeigen
1. Denk an die drei Steckbriefe: Ladung, Reichweite, woraus sie besteht.
2. Alpha: Heliumkerne, positiv, nur Zentimeter weit, Papier hält sie auf.
3. Also: Alphastrahlung
Ergebnis:
Alphastrahlung
●8
Eine Strahlung ist energiereiche Strahlung wie Licht, nur unsichtbar. Um welche Strahlung geht es?
Lösung zeigen
1. Denk an die drei Steckbriefe: Ladung, Reichweite, woraus sie besteht.
2. Gamma: ungeladen wie Licht, Blei schwächt sie nur.
3. Also: Gammastrahlung
Ergebnis:
Gammastrahlung
★9
Zwischen zwei geladenen Platten wird eine Strahlung deutlich in Richtung der positiven Platte gelenkt. Die Plusplatte ist oben. Um welche Strahlung geht es?
Lösung zeigen
1. Ungleiche Ladungen ziehen sich an: Plus zur Minusplatte, Minus zur Plusplatte.
2. Beta ist negativ: deutlich zur Plusplatte.
3. Also: Betastrahlung
Ergebnis:
Betastrahlung

4Ich kann Zerfallsgleichungen für Alpha- und Betazerfall aufstellen.

MerkenZerfallsgleichungen

Beim Alphazerfall sinkt die Massenzahl um vier, die Ordnungszahl um zwei.

Beim Betazerfall wird ein Neutron zum Proton: Die Ordnungszahl steigt um eins. Die Massenzahl bleibt.

BeispielAlphazerfall

Polonium-214 (Ordnungszahl 84) sendet ein Alphateilchen aus. Wie viele Nukleonen hat der Tochterkern? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

Ein Alphateilchen ist ein Heliumkern: 2 Protonen und 2 Neutronen.
A: 214 − 4 = 210, Z: 84 − 2 = 82
²¹⁴₈₄Po → ²¹⁰₈₂Pb + ⁴₂He, Blei-210 hat 210 Nukleonen

Ein Alphateilchen ist ein Heliumkern: 2 Protonen und 2 Neutronen.
A: 214 − 4 = 210, Z: 84 − 2 = 82
²¹⁴₈₄Po → ²¹⁰₈₂Pb + ⁴₂He, Blei-210 hat 210 Nukleonen

Ergebnis:

210 Nukleonen

AchtungAlphazerfall: Zahlen falsch geändert

So nicht

²³⁸₉₂U → ²³⁴₈₈Ra + ⁴₂He

So richtig

²³⁸₉₂U → ²³⁴₉₀Th + ⁴₂He: Massenzahl − 4, Ordnungszahl − 2

Ein Alphateilchen hat 2 Protonen und 2 Neutronen. Die Massenzahl sinkt um 4, die Ordnungszahl um 2.

ÜbenJetzt du

○10
Americium-241 (Ordnungszahl 95) sendet ein Alphateilchen aus. Wie viele Nukleonen hat der Tochterkern? Berechne mit Einheit.
So fängst du an:
Ein Alphateilchen ist ein Heliumkern: 2 Protonen und 2 Neutronen.
Lösung zeigen
1. Ein Alphateilchen ist ein Heliumkern: 2 Protonen und 2 Neutronen.
2. A: 241 − 4 = 237, Z: 95 − 2 = 93
3. ²⁴¹₉₅Am → ²³⁷₉₃Np + ⁴₂He, Neptunium-237 hat 237 Nukleonen
Ergebnis:
237 Nukleonen
●11
Polonium-210 (Ordnungszahl 84) sendet ein Alphateilchen aus. Wie viele Protonen hat der Tochterkern? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Ein Alphateilchen ist ein Heliumkern: 2 Protonen und 2 Neutronen.
2. A: 210 − 4 = 206, Z: 84 − 2 = 82
3. ²¹⁰₈₄Po → ²⁰⁶₈₂Pb + ⁴₂He, Blei-206 hat 82 Protonen
Ergebnis:
82 Protonen
★12
Durch einen Alphazerfall ist Uran-235 (Ordnungszahl 92) entstanden. Wie viele Nukleonen hatte der Mutterkern? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Links und rechts der Zerfallsgleichung sind die Summen der Massenzahlen gleich.
2. Mutterkern: A = 235 + 4 = 239, Z = 92 + 2 = 94
3. ²³⁹₉₄Pu → ²³⁵₉₂U + ⁴₂He, der Mutterkern hatte 239 Nukleonen
Ergebnis:
239 Nukleonen

5Ich kann mit der Halbwertszeit Restmengen und Zeiten berechnen.

MerkenHalbwertszeit

Nach jeder Halbwertszeit ist die Hälfte dessen zerfallen, was noch da ist.

Es bleibt ein Halb, ein Viertel, ein Achtel. Ganz weg ist der Stoff nie.

BeispielHalbwertszeit: Was ist noch da?

Phosphor-32 hat eine Halbwertszeit von etwa 14 Tagen. Eine Probe enthält 16 mg. Wie viel ist nach 28 Tagen noch da? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

Zahl der Halbwertszeiten: 28 : 14 = 2
2-mal halbieren: 16 mg : 4
16 mg : 4 = 4 mg

Zahl der Halbwertszeiten: 28 : 14 = 2
2-mal halbieren: 16 mg : 4
16 mg : 4 = 4 mg

Ergebnis:

4 mg

AchtungZwischenergebnis als Antwort

So nicht

Gesamtwiderstand gesucht, Antwort: I = 0,5 A

So richtig

erst I = 0,5 A, dann weiter bis zur gesuchten Größe

Das ist ein richtiger Zwischenschritt. Lies noch einmal, was gesucht ist, und rechne weiter.

ÜbenJetzt du

○13
Iod-131 hat eine Halbwertszeit von etwa 8 Tagen. Eine Probe enthält 200 mg. Wie viel ist nach 24 Tagen noch da? Berechne mit Einheit.
So fängst du an:
Zahl der Halbwertszeiten: 24 : 8 = 3
Lösung zeigen
1. Zahl der Halbwertszeiten: 24 : 8 = 3
2. 3-mal halbieren: 200 mg : 8
3. 200 mg : 8 = 25 mg
Ergebnis:
25 mg
●14
Iod-131 hat eine Halbwertszeit von etwa 8 Tagen. Eine Probe enthält 240 mg. Wie viel ist nach 16 Tagen noch da? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Zahl der Halbwertszeiten: 16 : 8 = 2
2. 2-mal halbieren: 240 mg : 4
3. 240 mg : 4 = 60 mg
Ergebnis:
60 mg
★15
Phosphor-32 hat eine Halbwertszeit von etwa 14 Tagen. Eine Probe enthält 16 mg. Wie viele Milligramm sind nach 42 Tagen zerfallen? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Zahl der Halbwertszeiten: 42 : 14
2. Noch da: 16 mg : 8 = 2 mg
3. Zerfallen: 16 mg − 2 mg = 14 mg
Ergebnis:
14 mg

6Ich kann Strahlenschutz begründen und Dosen einordnen und bewerten.

MerkenStrahlenschutz und Dosis

Abstand, Abschirmung und kurze Zeit schützen vor Strahlung.

Bestrahlte Dinge werden nicht radioaktiv. Eine Dosis bewertet man im Vergleich mit der natürlichen Strahlung, etwa 2 mSv im Jahr.

BeispielStrahlenschutz

Die Röntgenassistentin steht während der Aufnahme hinter einer Wand mit Blei. Warum schützt das?

Schritt für Schritt

Drei Regeln: Abstand, Abschirmung, kurze Aufenthaltsdauer. Welche passt?
Regel Abschirmung: etwas zwischen Quelle und Mensch stellen.
Also: Etwas schirmt die Strahlung gut ab.

Drei Regeln: Abstand, Abschirmung, kurze Aufenthaltsdauer. Welche passt?
Regel Abschirmung: etwas zwischen Quelle und Mensch stellen.
Also: Etwas schirmt die Strahlung gut ab.

Ergebnis:

Etwas schirmt die Strahlung gut ab.

AchtungAbstandsgesetz linear statt quadratisch

So nicht

doppelter Abstand: 40 µSv/h : 2 = 20 µSv/h

So richtig

doppelter Abstand: 40 µSv/h : 4 = 10 µSv/h

Doppelter Abstand heißt ein Viertel, dreifacher ein Neuntel. Die Strahlung verteilt sich auf eine Fläche, die mit dem Quadrat wächst.

ÜbenJetzt du

○16
Beim Röntgen legt die Zahnärztin dir eine Bleischürze um. Warum schützt das?
So fängst du an:
Drei Regeln: Abstand, Abschirmung, kurze Aufenthaltsdauer. Welche passt?
Lösung zeigen
1. Drei Regeln: Abstand, Abschirmung, kurze Aufenthaltsdauer. Welche passt?
2. Regel Abschirmung: etwas zwischen Quelle und Mensch stellen.
3. Also: Etwas schirmt die Strahlung gut ab.
Ergebnis:
Etwas schirmt die Strahlung gut ab.
●17
Die Lehrkraft fasst das Präparat nur mit einer langen Zange an. Warum schützt das?
Lösung zeigen
1. Drei Regeln: Abstand, Abschirmung, kurze Aufenthaltsdauer. Welche passt?
2. Regel Abstand: weiter weg von der Quelle bleiben.
3. Also: Der Abstand zur Quelle wird größer.
Ergebnis:
Der Abstand zur Quelle wird größer.
★18
Ein Messgerät zeigt in 1 m Abstand von einer kleinen Gammaquelle 64 µSv/h. Was zeigt es in 4 m Abstand? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Die Strahlung verteilt sich nach allen Seiten. Doppelter Abstand heißt vierfache Fläche.
2. Abstand 4-mal so groß: Dosisleistung durch 4 · 4 = 16
3. 64 µSv/h : 16 = 4 µSv/h
Ergebnis:
4 µSv/h

Vermischte Übungen

Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?

Üben

●19
Ein Kern Thorium-232 hat die Ordnungszahl 90 und die Massenzahl 232. Wie viele Neutronen hat er? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Ordnungszahl = Zahl der Protonen. Massenzahl = Protonen und Neutronen zusammen.
2. N = A − Z = 232 − 90 = 142
3. Thorium-232 hat 142 Neutronen
Ergebnis:
142 Neutronen
●20
Ein Kern hat 8 Protonen und 8 Neutronen. Wie viele Nukleonen hat er? Das ist seine Massenzahl. Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Nukleonen sind alle Kernteilchen: Protonen und Neutronen.
2. A = Z + N = 8 + 8 = 16
3. Der Kern Sauerstoff-16 hat 16 Nukleonen
Ergebnis:
16 Nukleonen
●21
Welche zwei Kerne sind Isotope? Kern 1: Z = 20, A = 40. Kern 2: Z = 19, A = 40. Kern 3: Z = 19, A = 39.
Lösung zeigen
1. Isotope gehören zum selben Element: Sie haben dieselbe Ordnungszahl Z.
2. Dieselbe Ordnungszahl 19 haben Kern 2 und Kern 3, ihre Massenzahlen sind verschieden.
3. Also: Kern 2 und Kern 3
Ergebnis:
Kern 2 und Kern 3
●22
Polonium-210 und Polonium-214 sind Isotope mit der Ordnungszahl 84. Um wie viele Neutronen unterscheiden sich ihre Kerne? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Isotope haben gleich viele Protonen. Der Unterschied steckt nur in den Neutronen.
2. Polonium-210: N = 210 − 84 = 126
3. Polonium-214: N = 214 − 84 = 130
4. Unterschied: 130 − 126 = 4
Ergebnis:
4 Neutronen
●23
Ein Blatt Papier hat im Lehrerversuch Alphastrahlung abgehalten. Ist das Blatt jetzt radioaktiv – und warum?
Lösung zeigen
1. Trenne Bestrahlung und radioaktiven Stoff.
2. Strahlung macht einen Gegenstand nicht radioaktiv. Es kommt kein Stoff hinein.
3. Also: Nein, es wurde nur bestrahlt und enthält keinen radioaktiven Stoff.
Ergebnis:
Nein, es wurde nur bestrahlt und enthält keinen radioaktiven Stoff.
●24
Radon-220 (Ordnungszahl 86) sendet ein Alphateilchen aus. Wie viele Protonen hat der Tochterkern? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Ein Alphateilchen ist ein Heliumkern: 2 Protonen und 2 Neutronen.
2. A: 220 − 4 = 216, Z: 86 − 2 = 84
3. ²²⁰₈₆Rn → ²¹⁶₈₄Po + ⁴₂He, Polonium-216 hat 84 Protonen
Ergebnis:
84 Protonen

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

Der Atomkern: Die Ordnungszahl Z ist die Zahl der Protonen.
Isotope: Isotope sind Kerne desselben Elements: gleiche Ordnungszahl, also gleich viele Protonen.
Drei Strahlenarten: Alphastrahlung ist positiv, ein Blatt Papier hält sie auf.
Zerfallsgleichungen: Beim Alphazerfall sinkt die Massenzahl um vier, die Ordnungszahl um zwei.
Halbwertszeit: Nach jeder Halbwertszeit ist die Hälfte dessen zerfallen, was noch da ist.
Strahlenschutz und Dosis: Abstand, Abschirmung und kurze Zeit schützen vor Strahlung.

AchtungMassenzahl und Ordnungszahl vertauscht

So nicht

²³⁸₉₂U: 238 Protonen

So richtig

²³⁸₉₂U: oben Massenzahl 238, unten Ordnungszahl 92 = Protonen

Oben steht die Massenzahl, alle Kernteilchen. Unten steht die Ordnungszahl, nur die Protonen.

AchtungBestrahltes wird radioaktiv

So nicht

Nach dem Röntgen strahlt der Arm selbst.

So richtig

bestrahlt → nicht radioaktiv; radioaktiv nur, wenn ein radioaktiver Stoff hineinkommt

Bestrahlt heißt nicht radioaktiv. Radioaktiv wird etwas nur, wenn ein radioaktiver Stoff hineinkommt.

AchtungStrahlung und strahlender Stoff verwechselt

So nicht

Die Strahlung steckt noch in der Jacke.

So richtig

Stoff auf der Jacke → strahlt weiter, bis er weg ist; Strahlung allein → sammelt sich nicht an

Strahlung sammelt sich nicht an. Was weiterstrahlt, ist immer ein Stoff, nie die Strahlung selbst.

AchtungBetazerfall: Ordnungszahl falsch geändert

So nicht

¹⁴₆C → ¹⁴₅B + Elektron

So richtig

¹⁴₆C → ¹⁴₇N + ⁰₋₁e: Ordnungszahl + 1, Massenzahl bleibt

Beim Betazerfall wird ein Neutron zu einem Proton. Die Ordnungszahl steigt um 1, die Massenzahl bleibt gleich.

AchtungZerfall als gleichmäßiger Abbau gedacht

So nicht

Halbwertszeit 8 Tage: nach 16 Tagen alles zerfallen

So richtig

8 Tage → ein Halb, 16 Tage → ein Viertel, 24 Tage → ein Achtel

In jeder Halbwertszeit zerfällt die Hälfte von dem, was NOCH da ist. Halbiere Schritt für Schritt.

AchtungHalbwertszeit als halbe Lebensdauer

So nicht

In 12 min von 640 auf 80: Halbwertszeit 12 min : 2 = 6 min

So richtig

640 → 320 → 160 → 80: dreimal halbiert, 12 min : 3 = 4 min

Die Halbwertszeit ist nicht die halbe Lebensdauer. Sie ist die Zeit, in der sich die Menge einmal halbiert.

AchtungSchutzregeln verwechselt

So nicht

Lange Zange: Abschirmung

So richtig

Lange Zange → Abstand, Bleischürze → Abschirmung, wenige Minuten → Aufenthaltsdauer

Drei Regeln: weiter weg ist Abstand, etwas dazwischen ist Abschirmung, kürzer in der Nähe ist Aufenthaltsdauer.

AchtungDosis ohne Vergleichswert beurteilt

So nicht

Ein Röntgenbild ist gefährlich viel Strahlung.

So richtig

0,02 mSv : 2 mSv = 0,01, ein Hundertstel der natürlichen Jahresdosis

Eine Dosis bewertet man im Vergleich. Teile sie durch die natürliche Jahresdosis von etwa 2 mSv.

AchtungFormel falsch umgestellt

So nicht

V = ρ · m

So richtig

ρ = m : V   | · V   | : ρ   →   V = m : ρ

Stell die Formel wie eine Gleichung um: Auf beiden Seiten dasselbe tun, bis die gesuchte Größe allein steht.

AchtungGrößen verwechselt

So nicht

Masse = 50 N

So richtig

Masse m = 5 kg, Gewichtskraft F = 50 N

Hier sind zwei Größen vertauscht. Schreib zuerst auf: Gegeben ist …, gesucht ist … – mit Formelzeichen.

AchtungAnteil und Prozent verwechselt

So nicht

η = 30 J : 120 J = 0,25 %

So richtig

η = 30 J : 120 J = 0,25 = 25 %

0,25 ist ein Viertel, also 25 Prozent. Zum Umrechnen in Prozent mal 100 nehmen.

AchtungEinheit vergessen

So nicht

ρ = 54 : 20 = 2,7

So richtig

ρ = 54 g : 20 cm³ = 2,7 g/cm³

Deine Zahl stimmt – aber eine Größe ist Zahl und Einheit. Schreib die Einheit dazu.

Kannst du das?

Je Ziel eine Aufgabe. Rechne sie ins Heft, dann kreuz ehrlich an. Keine Punkte, keine Note – der Test ist für dich.

ÜbenSelbsttest

Ich kann aus Massenzahl und Ordnungszahl Protonen, Neutronen und Elektronen bestimmen.
25
Ein Kern Kohlenstoff-12 hat die Ordnungszahl 6 und die Massenzahl 12. Wie viele Neutronen hat er? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
6 Neutronen
Ich kann Isotope erkennen und unterscheiden.
26
Welche zwei Kerne sind Isotope? Kern 1: Z = 86, A = 222. Kern 2: Z = 86, A = 220. Kern 3: Z = 88, A = 222.
Lösung zeigen
Ergebnis:
Kern 1 und Kern 2
Ich kann Alpha-, Beta- und Gammastrahlung nach Ladung, Reichweite und Abschirmung unterscheiden.
27
Eine Strahlung besteht aus Heliumkernen mit 2 Protonen und 2 Neutronen. Um welche Strahlung geht es?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Alphastrahlung
Ich kann Zerfallsgleichungen für Alpha- und Betazerfall aufstellen.
28
Polonium-214 (Ordnungszahl 84) sendet ein Alphateilchen aus. Wie viele Nukleonen hat der Tochterkern? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
210 Nukleonen
Ich kann mit der Halbwertszeit Restmengen und Zeiten berechnen.
29
Wasserstoff-3 hat eine Halbwertszeit von etwa 12 Jahren. Eine Probe enthält 320 mg. Wie viel ist nach 48 Jahren noch da? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
20 mg
Ich kann Strahlenschutz begründen und Dosen einordnen und bewerten.
30
Material: Flug über den Atlantik und zurück etwa 0,1 mSv, natürliche Strahlung etwa 2 mSv im Jahr. Tom sagt: Ein Flug verdoppelt meine Jahresdosis. Beurteile: Welches Urteil passt?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Ein Flug ist ein Zwanzigstel der Jahresdosis, nicht das Doppelte.

Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.

Wörter

Gleichung: zwei Rechnungen, die gleich viel wert sind

Wie es zusammenhängt

Das brauchst du vorher: Potenzen und Wurzeln, Prozentrechnung

Lösungen

7 Neutronen
4 Neutronen
29 Elektronen
Kern 1 und Kern 2
Kern 2 und Kern 3
Nein, gleich viele Elektronen, also reagieren sie chemisch gleich.
Alphastrahlung
Gammastrahlung
Betastrahlung
237 Nukleonen
82 Protonen
239 Nukleonen
25 mg
60 mg
14 mg
Etwas schirmt die Strahlung gut ab.
Der Abstand zur Quelle wird größer.
4 µSv/h
142 Neutronen
16 Nukleonen
Kern 2 und Kern 3
4 Neutronen
Nein, es wurde nur bestrahlt und enthält keinen radioaktiven Stoff.
84 Protonen
6 Neutronen
Kern 1 und Kern 2
Alphastrahlung
210 Nukleonen
20 mg
Ein Flug ist ein Zwanzigstel der Jahresdosis, nicht das Doppelte.