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 Caesium-137 hat die Ordnungszahl 55 und die Massenzahl 137. Wie viele Neutronen hat er? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

Ordnungszahl = Zahl der Protonen. Massenzahl = Protonen und Neutronen zusammen.
N = A − Z = 137 − 55 = 82
Caesium-137 hat 82 Neutronen

Ordnungszahl = Zahl der Protonen. Massenzahl = Protonen und Neutronen zusammen.
N = A − Z = 137 − 55 = 82
Caesium-137 hat 82 Neutronen

Ergebnis:

82 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 Sauerstoff-16 hat die Ordnungszahl 8 und die Massenzahl 16. 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 = 16 − 8 = 8
3. Sauerstoff-16 hat 8 Neutronen
Ergebnis:
8 Neutronen
●2
Ein Kern Kupfer-63 hat die Ordnungszahl 29 und die Massenzahl 63. Wie viele Neutronen hat er? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Ordnungszahl = Zahl der Protonen. Massenzahl = Protonen und Neutronen zusammen.
2. N = A − Z = 63 − 29 = 34
3. Kupfer-63 hat 34 Neutronen
Ergebnis:
34 Neutronen
★3
Ein Atom Iod-131 hat 78 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 = 131 − 78 = 53
3. 53 Protonen, also 53 Elektronen
Ergebnis:
53 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 = 3, A = 7. Kern 2: Z = 4, A = 7. Kern 3: Z = 3, A = 6.

Schritt für Schritt

Isotope gehören zum selben Element: Sie haben dieselbe Ordnungszahl Z.
Dieselbe Ordnungszahl 3 haben Kern 1 und Kern 3, ihre Massenzahlen sind verschieden.
Also: Kern 1 und Kern 3

Isotope gehören zum selben Element: Sie haben dieselbe Ordnungszahl Z.
Dieselbe Ordnungszahl 3 haben Kern 1 und Kern 3, ihre Massenzahlen sind verschieden.
Also: Kern 1 und Kern 3

Ergebnis:

Kern 1 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 = 27, A = 59. Kern 2: Z = 28, A = 60. Kern 3: Z = 27, A = 60.
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 27 haben Kern 1 und Kern 3, ihre Massenzahlen sind verschieden.
3. Also: Kern 1 und Kern 3
Ergebnis:
Kern 1 und Kern 3
●5
Welche zwei Kerne sind Isotope? Kern 1: Z = 18, A = 37. Kern 2: Z = 17, A = 35. Kern 3: Z = 17, A = 37.
Lösung zeigen
1. Isotope gehören zum selben Element: Sie haben dieselbe Ordnungszahl Z.
2. Dieselbe Ordnungszahl 17 haben Kern 2 und Kern 3, ihre Massenzahlen sind verschieden.
3. Also: Kern 2 und Kern 3
Ergebnis:
Kern 2 und Kern 3
★6
Strontium-88 und Strontium-90 sind Isotope. Kann man sie chemisch trennen – und warum?
Lösung zeigen
1. Isotope haben dieselbe Ordnungszahl.
2. Strontium-88: 38 Protonen, 50 Neutronen. Strontium-90: 38 Protonen, 52 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 ionisiert auf ihrem kurzen Weg die Luft am stärksten. 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 wird selbst von dicken Bleiplatten nur geschwächt. 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. Gamma: ungeladen wie Licht, Blei schwächt sie nur.
3. Also: Gammastrahlung
Ergebnis:
Gammastrahlung
●8
Eine Strahlung ist nicht geladen. 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 stark zur Plusplatte hin abgelenkt. Die Plusplatte ist unten. 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

Radium-226 (Ordnungszahl 88) 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: 226 − 4 = 222, Z: 88 − 2 = 86
²²⁶₈₈Ra → ²²²₈₆Rn + ⁴₂He, Radon-222 hat 222 Nukleonen

Ein Alphateilchen ist ein Heliumkern: 2 Protonen und 2 Neutronen.
A: 226 − 4 = 222, Z: 88 − 2 = 86
²²⁶₈₈Ra → ²²²₈₆Rn + ⁴₂He, Radon-222 hat 222 Nukleonen

Ergebnis:

222 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
Uran-235 (Ordnungszahl 92) 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: 235 − 4 = 231, Z: 92 − 2 = 90
3. ²³⁵₉₂U → ²³¹₉₀Th + ⁴₂He, Thorium-231 hat 231 Nukleonen
Ergebnis:
231 Nukleonen
●11
Plutonium-239 (Ordnungszahl 94) sendet ein Alphateilchen aus. Wie viele Nukleonen hat der Tochterkern? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Ein Alphateilchen ist ein Heliumkern: 2 Protonen und 2 Neutronen.
2. A: 239 − 4 = 235, Z: 94 − 2 = 92
3. ²³⁹₉₄Pu → ²³⁵₉₂U + ⁴₂He, Uran-235 hat 235 Nukleonen
Ergebnis:
235 Nukleonen
★12
Uran-235 (Ordnungszahl 92) sendet ein Alphateilchen aus. Wie viele Neutronen hat der Tochterkern? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Ein Alphateilchen nimmt 2 Protonen und 2 Neutronen mit.
2. Tochterkern: A = 235 − 4 = 231, Z = 92 − 2 = 90
3. N = 231 − 90 = 141
4. ²³⁵₉₂U → ²³¹₉₀Th + ⁴₂He, Thorium-231 hat 141 Neutronen
Ergebnis:
141 Neutronen

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?

Technetium-99m hat eine Halbwertszeit von etwa 6 Stunden. Eine Probe enthält 480 mg. Wie viel ist nach 24 Stunden noch da? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

Zahl der Halbwertszeiten: 24 : 6 = 4
4-mal halbieren: 480 mg : 16
480 mg : 16 = 30 mg

Zahl der Halbwertszeiten: 24 : 6 = 4
4-mal halbieren: 480 mg : 16
480 mg : 16 = 30 mg

Ergebnis:

30 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
Caesium-137 hat eine Halbwertszeit von etwa 30 Jahren. Eine Probe enthält 64 mg. Wie viel ist nach 120 Jahren noch da? Berechne mit Einheit.
So fängst du an:
Zahl der Halbwertszeiten: 120 : 30 = 4
Lösung zeigen
1. Zahl der Halbwertszeiten: 120 : 30 = 4
2. 4-mal halbieren: 64 mg : 16
3. 64 mg : 16 = 4 mg
Ergebnis:
4 mg
●14
Iod-131 hat eine Halbwertszeit von etwa 8 Tagen. Eine Probe enthält 800 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: 800 mg : 4
3. 800 mg : 4 = 200 mg
Ergebnis:
200 mg
★15
Caesium-137 hat eine Halbwertszeit von etwa 30 Jahren. Eine Probe enthält 48 mg. Wie viele Milligramm sind nach 90 Jahren zerfallen? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Zahl der Halbwertszeiten: 90 : 30
2. Noch da: 48 mg : 8 = 6 mg
3. Zerfallen: 48 mg − 6 mg = 42 mg
Ergebnis:
42 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

Bei der Vorführung sitzt die Klasse mindestens zwei Meter von der Strahlenquelle entfernt. Warum schützt das?

Schritt für Schritt

Drei Regeln: Abstand, Abschirmung, kurze Aufenthaltsdauer. Welche passt?
Regel Abstand: weiter weg von der Quelle bleiben.
Also: Der Abstand zur Quelle wird größer.

Drei Regeln: Abstand, Abschirmung, kurze Aufenthaltsdauer. Welche passt?
Regel Abstand: weiter weg von der Quelle bleiben.
Also: Der Abstand zur Quelle wird größer.

Ergebnis:

Der Abstand zur Quelle wird größer.

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
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?
So fängst du an:
Kriterium: Vergleiche die Dosis mit der natürlichen Jahresdosis von etwa 2 mSv.
Lösung zeigen
1. Kriterium: Vergleiche die Dosis mit der natürlichen Jahresdosis von etwa 2 mSv.
2. Teile die Dosis durch die Jahresdosis und sieh, welcher Bruchteil es ist.
3. Urteil: Ein Flug ist ein Zwanzigstel der Jahresdosis, nicht das Doppelte.
Ergebnis:
Ein Flug ist ein Zwanzigstel der Jahresdosis, nicht das Doppelte.
●17
Präparate liegen in einem Behälter aus Blei im Tresor. Warum schützt das?
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.
★18
Ein Messgerät zeigt in 2 m Abstand von einer kleinen Gammaquelle 45 µSv/h. Was zeigt es in 6 m Abstand? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Die Strahlung verteilt sich nach allen Seiten. Doppelter Abstand heißt vierfache Fläche.
2. Abstand 3-mal so groß: Dosisleistung durch 3 · 3 = 9
3. 45 µSv/h : 9 = 5 µSv/h
Ergebnis:
5 µSv/h

Vermischte Übungen

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

Üben

●19
Ein Kern hat 29 Protonen und 34 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 = 29 + 34 = 63
3. Der Kern Kupfer-63 hat 63 Nukleonen
Ergebnis:
63 Nukleonen
●20
Welche zwei Kerne sind Isotope? Kern 1: Z = 90, A = 230. Kern 2: Z = 90, A = 232. Kern 3: Z = 92, A = 232.
Lösung zeigen
1. Isotope gehören zum selben Element: Sie haben dieselbe Ordnungszahl Z.
2. Dieselbe Ordnungszahl 90 haben Kern 1 und Kern 2, ihre Massenzahlen sind verschieden.
3. Also: Kern 1 und Kern 2
Ergebnis:
Kern 1 und Kern 2
●21
Caesium-133 und Caesium-137 sind Isotope mit der Ordnungszahl 55. 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. Caesium-133: N = 133 − 55 = 78
3. Caesium-137: N = 137 − 55 = 82
4. Unterschied: 82 − 78 = 4
Ergebnis:
4 Neutronen
●22
Eine Strahlung besteht aus schnellen Elektronen, die aus dem Kern kommen. Um welche Strahlung geht es?
Lösung zeigen
1. Denk an die drei Steckbriefe: Ladung, Reichweite, woraus sie besteht.
2. Beta: schnelle Elektronen, negativ, Aluminium hält sie auf.
3. Also: Betastrahlung
Ergebnis:
Betastrahlung
●23
Ein Apfel lag im Lehrerversuch neben einer Strahlenquelle. Ist der Apfel 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, der Apfel wurde nur bestrahlt und enthält keinen radioaktiven Stoff.
Ergebnis:
Nein, der Apfel wurde nur bestrahlt und enthält keinen radioaktiven Stoff.
●24
Radium-226 (Ordnungszahl 88) 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: 226 − 4 = 222, Z: 88 − 2 = 86
3. ²²⁶₈₈Ra → ²²²₈₆Rn + ⁴₂He, Radon-222 hat 86 Protonen
Ergebnis:
86 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 Kalium-40 hat die Ordnungszahl 19 und die Massenzahl 40. Wie viele Neutronen hat er? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
21 Neutronen
Ich kann Isotope erkennen und unterscheiden.
26
Welche zwei Kerne sind Isotope? Kern 1: Z = 53, A = 127. Kern 2: Z = 54, A = 131. Kern 3: Z = 53, A = 131.
Lösung zeigen
Ergebnis:
Kern 1 und Kern 3
Ich kann Alpha-, Beta- und Gammastrahlung nach Ladung, Reichweite und Abschirmung unterscheiden.
27
Eine Strahlung wird schon von einem Blatt Papier aufgehalten. Um welche Strahlung geht es?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Alphastrahlung
Ich kann Zerfallsgleichungen für Alpha- und Betazerfall aufstellen.
28
Radon-222 (Ordnungszahl 86) sendet ein Alphateilchen aus. Wie viele Nukleonen hat der Tochterkern? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
218 Nukleonen
Ich kann mit der Halbwertszeit Restmengen und Zeiten berechnen.
29
Caesium-137 hat eine Halbwertszeit von etwa 30 Jahren. Eine Probe enthält 320 mg. Wie viel ist nach 120 Jahren noch da? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
20 mg
Ich kann Strahlenschutz begründen und Dosen einordnen und bewerten.
30
Die Lehrkraft fasst das Präparat nur mit einer langen Zange an. Warum schützt das?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Der Abstand zur Quelle wird größer.

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

8 Neutronen
34 Neutronen
53 Elektronen
Kern 1 und Kern 3
Kern 2 und Kern 3
Nein, gleich viele Elektronen, also reagieren sie chemisch gleich.
Gammastrahlung
Gammastrahlung
Betastrahlung
231 Nukleonen
235 Nukleonen
141 Neutronen
4 mg
200 mg
42 mg
Ein Flug ist ein Zwanzigstel der Jahresdosis, nicht das Doppelte.
Etwas schirmt die Strahlung gut ab.
5 µSv/h
63 Nukleonen
Kern 1 und Kern 2
4 Neutronen
Betastrahlung
Nein, der Apfel wurde nur bestrahlt und enthält keinen radioaktiven Stoff.
86 Protonen
21 Neutronen
Kern 1 und Kern 3
Alphastrahlung
218 Nukleonen
20 mg
Der Abstand zur Quelle wird größer.