Frage von Wadiya, 32

Bestimmung des Radius von Gold-Kernen?

Habe in Physik folgende Aufgabe: (Thema ist das Zyklotron)

"Der Radius von Gold-Kernen kann mit Hilfe der Gleichung "r = r(o) * dritte wurzel aus A"       mit  r(0) = 1,3*10^(-15) m berechnet werden. Überprüfen Sie, ob mit der Energie E(p)= 80KeV eine gute Abschätzung für die Radien-Bestimmung von Gold-Kernen möglich war."

Vorhergehende Aufgaben zur Bestimmung der Frequenz für eine magn. Flussdichte und Verhältnisse der Radien nach n Umläufen konnte ich ziemlich einfach herleiten, aber an dieser Frage verzweifle ich garde, da ich nichtmal richtig weiß, was die von mir wollen! :c :D

Ps: Warum kann man im Zyklotron Protonen auf mehrere MeV beschleunigen, aber keine Elektronen? Habe etwas wegen den untersch. Ruhemassen gelsen, aber ganz verständlich fand ich's nicht. :p

Hoffe, dass mir jemand helfen kann. Danke im Vorraus! Lg :9

Antwort
von martin5744, 11

Die Abschätzung geht grob so: Du schaust, wie weit die kinetische Energie von 80 keV reicht, um gegen die Coulomb-Abstoßung des Kerns anzukommen. Dann kannst du schauen, wie nah das Elektron eigentlich dran gekommen bist.

Im Zyklotron kann man Teilchen mit einer Masse m nur soweit beschleunigen, dass sich die Masse nicht sonderlich durch relativistische Effekte ändert. Die Ruhemasse des Elektrons ist m = 511 keV. Wenn du das auf mehrere MeV beschleunigst, ist das schon ein relativistisches Teilchen und wird dadurch eben schwerer. Das Zyklotron schaltet aber in einer festen Frequenz die elektrischen Felder um. Wenn das Elektron, das durch die veränderte Masse nun einen anderen Radius im Magnetfeld hat, nun nicht mehr mitkommt, wird es nicht mehr beschleunigt.

Protonen haben eine größere Ruhemasse in der Größenordnung GeV. Die kann man damit gut beschleunigen.

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