Atomkernmodelle - Historische Entwicklung und physikalische Bedeutung

Artikelnummer: NWL302762022
Kategorie: Physik
Verlag: RAABE Verlag

39 Seiten, PDF-Datei

Sekundarstufe II

Physik

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Raabits Physik Oberstufe, Klasse 11 (G8) und 12 / 13 (G9)

Atom- und Kernphysik

Vor Beginn dieser 11-stündigen Unterrichtseinheit müssen die Schülerinnen und Schüler im Rahmen des Unterrichts der Sekundarstufe II bereits Kenntnisse über die physikalischen Vorgänge in der Atomhülle erworben haben. Die Beschreibung des Elektrons im eindimensionalen Potentialtopf mit diskreten Energiewerten, ansatzweise die Schrödingergleichung und das quantenphysikalische Atommodell des Wasserstoffatoms sollten besprochen sein.

Im Vergleich zur Atomhülle sind Aufbau und Funktion von Atomkernen wesentlich komplexer. Auf die im Inneren eines Atomkernes vorhandenen Bestandteile wirken die elektrostatische Coulombkraft und die starke und schwache Wechselwirkung, natürlich auch die Gravitationskraft. Eine bestätigte Theorie zur Beschreibung aller Wechselwirkungskräfte existiert bis heute nicht – vielmehr behilft man sich mit aufwendigen Modellen, von denen jedes einzelne für sich bestimmte Eigenschaften der Atomkerne gut beschreiben kann. Kein Modell ist in der Lage, alle auftretenden Eigenschaften hinreichend genau zu beschreiben.

Die gängigsten und hilfreichsten Modelle (wie etwa Tröpfchenmodell, Potentialtopfmodell und Schalenmodell) werden in diesem Beitrag hinsichtlich ihrer historischen Entwicklung und physikalischen Bedeutung vergleichend beschrieben und erläutert.

Thematische Bereiche:

Atomkernmodelle in ihrer historischen Entwicklung,
physikalische Hintergründe der einzelnen Modelle,
vergleichende Erläuterung der Vor- und Nachteile der einzelnen Atomkernmodelle

Kompetenzen:

Fachtexte erfassen,
Probleme formulieren,
Vermutungen äußern,
Lösungen abschätzen,
Ergebnisse reflektieren,
physikalische Gesetzmäßigkeiten beschreiben und anwenden

Dauer der Unterrichtseinheit: 11 Stunden

Mit einer Auswertung der Besonderheiten der besprochenen Kernmodelle findet die Unterrichtseinheit zu den Kernmodellen ihren Abschluss und soll Schülerinnen und Schülern einen Überblick verschaffen über den derzeitigen Stand der Wissenschaft bei der Beschreibung der Vorgänge im Atomkern.

Schulstufe:	Sekundarstufe II
Schulfach:	Physik

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