Editing Prüfungsfragen:Kernphysik

=Kanngießer=


==Kerndaten==
* Äußere Eigenschaften eines Kerns 
** Kernradius
** Masse
** Dichte (Größenordnungen)
** Randschärfe (vgl. Mit Atomhülle)
** magnetische Momente (phänomenolog.), cl. Ladung und Multipolmomente -> empirische Befunde -> Modell inkopressibler Kernmaterie

Häufigkeit: 4


==Rutherfordscher Steuversuch==
*Wie misst man Radius -> Streuexperimente (Rutherford erklärt)
*Was ist der differentielle Wirkungsquerschnitt? 
*Was ist das für eine Größe? ->statistisch Abschätzung des Kernradius über kritischen Winkel, bei dem Abweichung vom Rutherfordstreuquerschnitt vorliegt.
*Was für eine Streuung liegt vor?-> elastische Streuung
*Was verändert sich bei inelastischer Streuung?->Energieübertrag an Target.
*Warum Goldfolie und kein Gas?

Häufigkeit: 3

==Hofstädter Experiment==
*Was ändert sich bei Hofstädter Experiment? -> Wellenmechanische Beschreibung des Streuproblems.
*Was wird gemessen?-> Ladungsverteilung.
* Wie sehen Ladungsverteilungen (Protonverteilung) aus?
*Wie sieht Neutronverteilung aus?
-> Wood-Saxon Form aufmalen. Bei Protonen mit Anstieg beim Rand des Kerns.
*Was ergibt sich für den Wirkungsquerschnitt für ein Bild-> Bild mit Beugungsminima
Warum?-> Analogie zur Beugung am Hindernis/Beugung am Einzelspalt.
* Welche Energie haben die Elektronen?-> 200MeV
* Warum?-> Damit Wellenlänge im fm-Bereich ist.
*Wie berechnet man die Wellenlänge? -> de Brouglie: lambda=hquer / omega
*Was für ein Beugungsbild bekommt man?-> Fraunhoferbeugung (Bild aufgemalt)
*Wie bekommt man aus Streuwirkungsquerschnitt die Ladungsverteilung? ->Streuwirkungsquerschnitt=Rutherfordquerschnitt mal Formfaktor (Fouriertrafo der Ladungsverteilung)
*Warum Formfaktor?
**-> bei Rutherford wurde von Punktladung ausgegangen, hier ausgedehnte Ladungsverteilung.
**-> Vorgehen Potential (Wood-Saxon-Form) raten und anpassen bis ermittelter Streuquerschnitt über Fouriertrafo der Ladungsverteilung und Rutherfordquerschnitt mit den Messwerten übereinstimmt.
*Warum keine „Vorwärtsrechnung“ möglich? (Vergleich mit Atomphysik) -> Hier komplizierter, da 
kein Zentralpotential und Überlagerung verschiedener Kräfte (Coulomb, starke, schwache WW).
*Kemradienmessung
** Rutherford -> Hofstädter (Formfaktor nur mit Leptonenstreuung, Mottstreuung erwähnt)
** Myonisches Atom (nur erwähnt)
*Wie misst man die Neutronenverteilung. daja vorherige Beispiele nur die Ladungsverteilung liefern? -> Streuung mit Hadronen wegen schwerer WW (z.B. a-Teilchen)
Häufigkeit: 3
==Massenspektroskopie==
* Massenspektrometer (hier etwas genauer, mit Skizze und Funktionsweise. 
* Was ist der Hauptanteil der relativ kleinen Fehler? -> inhomogenitäten an den Rändern der Felder)
Häufigkeit:2
==Fermigasmodell==
*Fermigasmodell (nicht detailliert, gibt Aufschluss Ober Asymmetrieenergie)
siehe http://physik.wikia.com/wiki/Fermigasmodell
*Fermigasmodell -> gundlegende Idee + Notwenigkeit 2 getrennte Potenlialtöpfe für n und p
Häufigkeit 3

==Bethe-Weizäcker Formel==
*Tröpfcherunodell (B/A Graph, Weizsäckerformel)
*Erklärung der verschiedenen Terme. Wieso  proportional zu V?
**Oberflächenterm: -> weniger Bindungspartner 
**Coulombterm: -> Protonenabstoßung (Vergleich mit Ladungsverteilung aus Streuexperimenten)
**Asymmetrieterm:-> Fermiegasherleitung angesprochen
**Paarungsterm:->Isobarenregel
*Woher kommt das Geraffel am Anfang der Bindungsenergiekurve?->Schalenabschlüsse
*Schalenmodell: erst nur harmonischer Oszillator dann Spinbahnterm zur Erklärung der magischen Zahlen.
*Magnetische Momente und Spin des Kerns.
*Spaltung/Fusion wo möglich?
*Warum keine spontane Fusion/Spaltung? (Bei Fusion wegen Coulombwall, bei Spaltung wegen Oberflächenenergieterm aus Tröpfchenmodell (Potential als Funktion der Deformation aufmalen)
Häufigkeit: 2
==Unterschied Kern/Atomphysik==
*Worin liegen die wesentlichen Unterschiede zwischen Atom- und Kernphysik im Sinne von Schwierigkeiten von Kernmodellen?
**Atom: Zentralpotential, Elektronen "weit weg" -> läßt sich gut mit Schrödinger beschreiben + Störungstheorie für "kleinere" Effekte (FS+HFS usw.)
**Kern: 2 WW: Coulomb + Kernkraft; Problem hier: Kernkraft nur phänomenologisches
** Potential (Yukawa); "saubere" Erklärung aus Rest-WW der Farbladung der Quarks bisher nicht möglich; kurze Reichweite der Kernkraft dennoch Ansatz Zentralfeld

==Kerndrehimpulse und elektromagnetische Kernmomente==
*Drehimpulse + magnet. Momente von Kernen; was ist das + wie misst man das Modellvorstellung gg ,gu/ug, uu Experiment: Rabi Anwendung -> MRT
==Schalenmodell des Kerns==
* Schalernnodell (Wood-Saxon-Potential, Spin-Bahn-Kopplung(Goeppert Mayer, vgl. Atomhülle), Magische Zahlen bis 28 aufmalen können)
** Grenzen des Modells (Valenznukleonen, uu-Kerne werden schlecht beschrieben)
** Kollektive Anregungen
** Defonnationen des Kerns -> Quadrupoltenne (Energieaufspaltung messbar mit dEldx)
** Nielssonmodell (Aufhebung der rn-Entartung, ansonsten nichts genaueres)
* Heutige Experimente und Theorien der Kerne (hier wollte sie, glaube ich, die Verbindung zwischen Streuexperimenten und theoretischen Modellentwickhmgen wissen)

==Kernkräfte==
*Was ist das besondere der starken und schwachen WW?
-> sehr kurze Reichweite
* Analogie QCD -> \pi , QED -> \gamma (Quarks als Grundbaustein der Hadronen mit Gluonen als Austauschteilehen und Pionen als Austauschteilehen der Hadronen im Atomkern (Yukawa Potential), nur erwähnt, Quarks und Leptonen (speziell Elektronen) sind Punkteilchen)
==<math>\alpha</math>-Zerfall==
*<math>\alpha</math>-Zerfall (Gamow-Faktor mit Abhängikeiten)
**-->für "dicke" Barriere Transmission <math>T=exp(-2G)</math> mit <math>G=\frac{1}{\hbar}\int K dr, K(r)=\sqrt{2 \mu (V_0-E)}</math>, G Gamow-Faktor, µ=Reduzierte Masse, V_0=Potential (Coulombpotential), E=Energie des Alpha Teilchens

siehe:[[Alpha-Zerfall]]

==<math>\beta</math>-Zerfall==
* ß-Übergänge: Prinzipielle Reaktionsgleichung + Bethe-Weizsäcker -> Mnssenparabeln-> I (beta) stabiles Isobar für A gerade bis zu 3 bei A ungerade -> eingezeichnet wo die liegen + mögliche doppelte ß-Zerfälle -> aktuelle Frage: Neutrinolos möglich?

==Neutrinoexperimente==
* Neutrinoexperimente (habe alle relevanten Experimente aus dem Mayer-Kuckuk aufgezählt)
* Experiment von Reines und Cowan näher erklären (Reaktionen aufmalen, 
**Warum Zeitdifferenz? ->Abbremszeit der Neutronen; 
**Warum NaJ als 'Y-Detektor? -> wegen benötigter Detektorgröße
* Neutrinos: Was ist das wozu braucht man die (beim ß Zerfall)? Problem Energie + Impulserhal tung + Spin -> Erklärung es ex. ungeladenes Fermion
** Nachweis?
*** Direkt: Ar->CI Rückstoß messen (Mit Skizze + ausführlicher Erklärung)Indirekt: induzierter Protonzerfall , e+e-Annihilalion; Koinzidenz verzögert CdNeutronnachweis
** Was misst man jeweils Neutrino/Antineutrino; Wo bekommt man sie her SonnelKernreaktor
**warum? -> Neutronenüberschuß der Spaltprodukte
==Paritätsverletzung beim beta-Zerfall==
* Besonderheit beim ß Zerfall?
Paritätsverletzung -> postuliert von Lee+Yang -> Exp. von Wu erklärt; experimentelle
Probleme: notwendige Ausrichtung der K.Spins; Magnetfeld + tiefe Temperatur->
adiabatische Entrnagneti sierung im He-Kryostat
* Übergangsraten aus [[Fermis Goldener Regel]] ("grobe" Herleitung)
** Fermi- und GT-Übergänge
** Womit muß man den Zerfall des freien Neutrons beschreiben? -> Fermi und GT

==Sonstiges==






==Wunschthemen==

===Rabi Experiment===

Rabi -Experiment zur Messung des gyromagnetischen Verhältnisses (ausführlich erklärt).
was ist die Lamorfrequenz, warum präzidiert Drehimpuls-> Heisenbergsche Unschärferelation, 
keine gleichzeitige scharfe Messung von Iz, Ix und Iy.
Wie kann man Kernspins messen? -> Laserspektroskopie der HFS
Welche  Größenordnung hat HFS? -> MHz- Ghz
Wie noch?-> Kernspinresonanzmethode-> Bestimmung der Lamorfrequenz
Wie kommt man da auf den Spin?-> Differenzmessung der Lamorfrequenzen, dadurch fallen 
konstante Faktoren raus. ( Wusste ich nicht)


Frage::
Definition::


<references />
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[[Kategorie:Prüfung]]