Physik · Klasse 9 und 10 · Kapitel

Physik 9/10: Radioaktivität und Kernphysik

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○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.

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 Kalium-39 hat die Ordnungszahl 19 und die Massenzahl 39. 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 = 39 − 19 = 20
3. Kalium-39 hat 20 Neutronen
Ergebnis:
20 Neutronen
●2
Ein Kern Kalium-40 hat die Ordnungszahl 19 und die Massenzahl 40. Wie viele Neutronen hat er? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Ordnungszahl = Zahl der Protonen. Massenzahl = Protonen und Neutronen zusammen.
2. N = A − Z = 40 − 19 = 21
3. Kalium-40 hat 21 Neutronen
Ergebnis:
21 Neutronen
★3
Ein Atom Uran-235 hat 143 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 = 235 − 143 = 92
3. 92 Protonen, also 92 Elektronen
Ergebnis:
92 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 = 94, A = 238. Kern 2: Z = 92, A = 235. Kern 3: Z = 92, A = 238.

Schritt für Schritt

Isotope gehören zum selben Element: Sie haben dieselbe Ordnungszahl Z.
Dieselbe Ordnungszahl 92 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 92 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 = 90, A = 230. Kern 2: Z = 90, A = 232. Kern 3: Z = 92, A = 232.
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 90 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 = 19, A = 40. Kern 2: Z = 19, A = 39. Kern 3: Z = 20, A = 40.
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
★6
Uran-234 und Uran-238 sind Isotope. Kann man sie chemisch trennen – und warum?
Lösung zeigen
1. Isotope haben dieselbe Ordnungszahl.
2. Uran-234: 92 Protonen, 142 Neutronen. Uran-238: 92 Protonen, 146 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 entsteht, wenn im Kern ein Neutron zu einem Proton wird. Um welche Strahlung geht es?

Schritt für Schritt

Denk an die drei Steckbriefe: Ladung, Reichweite, woraus sie besteht.
Beta: schnelle Elektronen, negativ, Aluminium hält sie auf.
Also: Betastrahlung

Denk an die drei Steckbriefe: Ladung, Reichweite, woraus sie besteht.
Beta: schnelle Elektronen, negativ, Aluminium hält sie auf.
Also: Betastrahlung

Ergebnis:

Betastrahlung

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 besteht aus Heliumkernen mit 2 Protonen und 2 Neutronen. 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 negativ geladen. 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
★9
Eine Strahlung ist geladen, kommt aber durch ein Blatt Papier hindurch. Um welche Strahlung geht es?
Lösung zeigen
1. Prüf beide Angaben nacheinander an jeder der drei Strahlenarten.
2. Beta: schnelle Elektronen, negativ, Aluminium hält sie auf.
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

Thorium-230 (Ordnungszahl 90) sendet ein Alphateilchen aus. Wie viele Protonen hat der Tochterkern? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

Ein Alphateilchen ist ein Heliumkern: 2 Protonen und 2 Neutronen.
A: 230 − 4 = 226, Z: 90 − 2 = 88
²³⁰₉₀Th → ²²⁶₈₈Ra + ⁴₂He, Radium-226 hat 88 Protonen

Ein Alphateilchen ist ein Heliumkern: 2 Protonen und 2 Neutronen.
A: 230 − 4 = 226, Z: 90 − 2 = 88
²³⁰₉₀Th → ²²⁶₈₈Ra + ⁴₂He, Radium-226 hat 88 Protonen

Ergebnis:

88 Protonen

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
Uran-235 (Ordnungszahl 92) 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: 235 − 4 = 231, Z: 92 − 2 = 90
3. ²³⁵₉₂U → ²³¹₉₀Th + ⁴₂He, Thorium-231 hat 90 Protonen
Ergebnis:
90 Protonen
★12
Durch einen Alphazerfall ist Blei-214 (Ordnungszahl 82) 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 = 214 + 4 = 218, Z = 82 + 2 = 84
3. ²¹⁸₈₄Po → ²¹⁴₈₂Pb + ⁴₂He, der Mutterkern hatte 218 Nukleonen
Ergebnis:
218 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?

Iod-131 hat eine Halbwertszeit von etwa 8 Tagen. Eine Probe enthält 320 mg. Wie viel ist nach 32 Tagen noch da? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

Zahl der Halbwertszeiten: 32 : 8 = 4
4-mal halbieren: 320 mg : 16
320 mg : 16 = 20 mg

Zahl der Halbwertszeiten: 32 : 8 = 4
4-mal halbieren: 320 mg : 16
320 mg : 16 = 20 mg

Ergebnis:

20 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 80 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: 80 mg : 16
3. 80 mg : 16 = 5 mg
Ergebnis:
5 mg
●14
Caesium-137 hat eine Halbwertszeit von etwa 30 Jahren. Eine Probe enthält 480 mg. Wie viel ist nach 90 Jahren noch da? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Zahl der Halbwertszeiten: 90 : 30 = 3
2. 3-mal halbieren: 480 mg : 8
3. 480 mg : 8 = 60 mg
Ergebnis:
60 mg
★15
Iod-131 hat eine Halbwertszeit von etwa 8 Tagen. Eine Probe enthält 80 mg. Wie viele Milligramm sind nach 24 Tagen zerfallen? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Zahl der Halbwertszeiten: 24 : 8
2. Noch da: 80 mg : 8 = 10 mg
3. Zerfallen: 80 mg − 10 mg = 70 mg
Ergebnis:
70 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

Nach einer Röntgenaufnahme des Arms: Strahlt dein Arm jetzt selbst?

Schritt für Schritt

Trenne Strahlung und strahlenden Stoff.
Strahlung geht hindurch und ist weg. Ein Stoff strahlt, solange er da ist.
Also: Nein, er wurde nur bestrahlt und ist nicht radioaktiv.

Trenne Strahlung und strahlenden Stoff.
Strahlung geht hindurch und ist weg. Ein Stoff strahlt, solange er da ist.
Also: Nein, er wurde nur bestrahlt und ist nicht radioaktiv.

Ergebnis:

Nein, er wurde nur bestrahlt und ist nicht radioaktiv.

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.

ÜbenJetzt du

○16
Radioaktiver Staub ist auf eine Jacke gekommen. Was hilft am meisten?
So fängst du an:
Trenne Strahlung und strahlenden Stoff.
Lösung zeigen
1. Trenne Strahlung und strahlenden Stoff.
2. Strahlung geht hindurch und ist weg. Ein Stoff strahlt, solange er da ist.
3. Also: Die Jacke ausziehen und reinigen, damit der Stoff weg ist.
Ergebnis:
Die Jacke ausziehen und reinigen, damit der Stoff weg ist.
●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
In 2 m Abstand von einer kleinen Gammaquelle zeigt ein Messgerät 12 µSv/h. In welchem Abstand zeigt es nur noch 3 µSv/h? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Die Dosisleistung sinkt mit dem Quadrat des Abstands.
2. 12 : 3 = 4, und 4 ist 2 · 2
3. Abstand 2-mal so groß: 2 m · 2 = 4 m
Ergebnis:
4 m

Vermischte Übungen

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

Üben

●19
Ein Kern Stickstoff-14 hat die Ordnungszahl 7 und die Massenzahl 14. Wie viele Neutronen hat er? Berechne mit Einheit.
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
●20
Ein Kern hat 88 Protonen und 138 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 = 88 + 138 = 226
3. Der Kern Radium-226 hat 226 Nukleonen
Ergebnis:
226 Nukleonen
●21
Welche zwei Kerne sind Isotope? Kern 1: Z = 92, A = 234. Kern 2: Z = 94, A = 238. Kern 3: Z = 92, A = 238.
Lösung zeigen
1. Isotope gehören zum selben Element: Sie haben dieselbe Ordnungszahl Z.
2. Dieselbe Ordnungszahl 92 haben Kern 1 und Kern 3, ihre Massenzahlen sind verschieden.
3. Also: Kern 1 und Kern 3
Ergebnis:
Kern 1 und Kern 3
●22
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
●23
Eine Strahlung ionisiert auf ihrem kurzen Weg die Luft am stärksten. Um welche Strahlung geht es?
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
●24
Eine Aluminiumplatte hat im Lehrerversuch Betastrahlung abgehalten. Strahlt die Platte jetzt selbst – 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, sie wurde nur bestrahlt und enthält keinen radioaktiven Stoff.
Ergebnis:
Nein, sie wurde nur bestrahlt und enthält keinen radioaktiven Stoff.

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.

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.

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.

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 Sauerstoff-16 hat die Ordnungszahl 8 und die Massenzahl 16. Wie viele Neutronen hat er? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
8 Neutronen
Ich kann Isotope erkennen und unterscheiden.
26
Welche zwei Kerne sind Isotope? Kern 1: Z = 7, A = 14. Kern 2: Z = 8, A = 15. Kern 3: Z = 7, A = 15.
Lösung zeigen
Ergebnis:
Kern 1 und Kern 3
Ich kann Alpha-, Beta- und Gammastrahlung nach Ladung, Reichweite und Abschirmung unterscheiden.
27
Eine Strahlung nimmt dem Kern 2 Protonen und 2 Neutronen weg. Um welche Strahlung geht es?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Alphastrahlung
Ich kann Zerfallsgleichungen für Alpha- und Betazerfall aufstellen.
28
Thorium-230 (Ordnungszahl 90) sendet ein Alphateilchen aus. Wie viele Nukleonen hat der Tochterkern? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
226 Nukleonen
Ich kann mit der Halbwertszeit Restmengen und Zeiten berechnen.
29
Polonium-210 hat eine Halbwertszeit von etwa 138 Tagen. Eine Probe enthält 32 mg. Wie viel ist nach 414 Tagen noch da? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
4 mg
Ich kann Strahlenschutz begründen und Dosen einordnen und bewerten.
30
Präparate liegen in einem Behälter aus Blei im Tresor. Warum schützt das?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Etwas schirmt die Strahlung gut ab.

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

20 Neutronen
21 Neutronen
92 Elektronen
Kern 1 und Kern 2
Kern 1 und Kern 2
Nein, gleich viele Elektronen, also reagieren sie chemisch gleich.
Alphastrahlung
Betastrahlung
Betastrahlung
237 Nukleonen
90 Protonen
218 Nukleonen
5 mg
60 mg
70 mg
Die Jacke ausziehen und reinigen, damit der Stoff weg ist.
Der Abstand zur Quelle wird größer.
4 m
7 Neutronen
226 Nukleonen
Kern 1 und Kern 3
4 Neutronen
Alphastrahlung
Nein, sie wurde nur bestrahlt und enthält keinen radioaktiven Stoff.
8 Neutronen
Kern 1 und Kern 3
Alphastrahlung
226 Nukleonen
4 mg
Etwas schirmt die Strahlung gut ab.