KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und
nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft
KIT-Centrum Elementarteilchen- und Astroteilchenphysik KCETA
www.kit.edu
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Kern- und Teilchenphysik SS2012
Johannes Blümer
Vorlesung-Website
v7 10. Mai 2012 – Eigenschaften von Atomkernen
Eigenschaften von Atomkernen
Mott-Streuung (Erinnerung & Ausbau) Formfaktor
Kernradien systematisch Masse, Bindungsenergie
Kernmodelle
Tröpfchenmodell Schalenmodell
Stabilität und Zerfälle
Alpha-Zerfall Beta-Zerfall
Gamma-Zerfall
3 KT2012 Johannes Blümer IKP in KCETA
Mott-Streuung
Nevill F. Mott (1905–1996)
5 KT2012 Johannes Blümer IKP in KCETA
Streuung und Auflösung
5
[B-N]
Streuamplituden
[Amsler]
7 KT2012 Johannes Blümer IKP in KCETA
Formfaktor
Formfaktor
9 KT2012 Johannes Blümer IKP in KCETA
Formfaktoren → Ladungsverteilung
[Drexlin]
Ladungsverteilung ⟺ Formfaktor
12 KT2012 Johannes Blümer IKP in KCETA
Saxon-Woods-Verteilung [Drexlin]
Formfaktor von e-Streuung an Sauerstoffkernen bei 750 MeV
[B-N]
14 KT2012 Johannes Blümer IKP in KCETA
Kernradien aus elastischer Elektronstreuung
Radius (Dichte auf 50% gesunken): 1.07 fm A 1/3 Entspricht Homogener Kugel: 1.21 fm A 1/3 Hautdicke (Dichte fällt von 90% auf 10%): 2.40 fm
Nukleondichte: ρ N ~ 0.17 / fm 3
Leichte Kerne (wie 4 He, 9 Be etc.) verhalten sich komplizierter
Einige Kerne (z.B. Lanthaniden) haben eine ellipsoidische Gestalt
Kernmassen und Bindungsenergien
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Mittlere Bindungsenergie pro Nukleon
[B-N]
Häufigkeit im Sonnensystem
18 KT2012 Johannes Blümer IKP in KCETA
Tröpfchenmodell
Komponenten der Bindungsenergie
20 KT2012 Johannes Blümer IKP in KCETA
Isobaren - Regel
Spontane Spaltung im Tröpfchenmodell
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Ausblick
• Tröpfchenmodell sehr erfolgreich, hat aber seine Grenzen
→ Schalenmodell
Schalenmodell
24 KT2012 Johannes Blümer IKP in KCETA
