Radioaktivität

Erklärung: Beim radioaktiven Zerfall unterscheidet man α-Strahlung (Heliumkerne), β-Strahlung (Elektronen) und γ-Strahlung (energiereiche elektromagnetische Wellen).

Erklärung: Ein Alphateilchen ist identisch mit einem Helium-4-Kern: Es besteht aus 2 Protonen und 2 Neutronen.

Erklärung: Falsch! Gammastrahlung ist elektromagnetische Strahlung (Photonen) und hat keine Ladung. Sie entsteht, wenn ein Atomkern von einem angeregten in einen niedrigeren Energiezustand übergeht.

Erklärung: Gamma-Strahlung hat die größte Reichweite: Sie durchdringt Luft, Papier und sogar dünne Metallplatten. Alpha-Strahlung wird bereits durch Papier gestoppt, Beta-Strahlung durch Aluminium.

Erklärung: Alpha: wenige cm Luft, Beta: einige Meter Luft, Gamma: sehr große Reichweite. Alpha ist am leichtesten abzuschirmen, Gamma am schwersten.

Erklärung: Die Halbwertszeit t½ ist die Zeitspanne, nach der die Hälfte der ursprünglich vorhandenen radioaktiven Kerne zerfallen ist.

Erklärung: Nach 1 Halbwertszeit (10 Tage): 50 %. Nach 2 Halbwertszeiten (20 Tage): 50 % · 50 % = 25 %.

Erklärung: Nach 1 HWZ: 400 g, nach 2 HWZ: 200 g, nach 3 HWZ: 100 g. Jede Halbwertszeit halbiert sich die Menge.

Erklärung: Im Energiestufenmodell besetzen Elektronen bestimmte diskrete Energieniveaus. Durch Absorption eines Photons kann ein Elektron auf ein höheres Niveau wechseln, durch Emission auf ein niedrigeres.

Erklärung: Falsch! Bei Absorption nimmt das Elektron die Energie des Photons auf und springt auf ein höheres Energieniveau. Bei Emission ist es umgekehrt: Das Elektron fällt auf ein niedrigeres Niveau und gibt ein Photon ab.

Erklärung: Je kürzer die Wellenlänge, desto höher die Photonenenergie. Violettes Licht hat die kürzeste Wellenlänge im sichtbaren Bereich und damit die höchste Energie.

Erklärung: Im Photonenmodell besteht Licht aus Photonen – diskreten Energieportionen. Die Energie eines Photons hängt von seiner Frequenz bzw. Wellenlänge ab.

Erklärung: Die Energie eines Photons wächst, je kürzer die Wellenlänge ist: E = h·c/λ ≈ 1240 eV·nm / λ. UV-B mit 300 nm liefert etwa 4,1 eV – genug, um Bindungen in der DNA zu brechen. Rotes Licht (≈ 1,8 eV) und Infrarot (≈ 1,2 eV) schaffen das nicht, auch wenn sich Infrarot auf der Haut warm anfühlt. Darum ist UV-Strahlung gefährlicher als sichtbares Licht.

Erklärung: Richtig! Jeder Übergang zwischen zwei Energieniveaus erzeugt Licht einer bestimmten Wellenlänge. Die Gesamtheit dieser Linien bildet das Linienspektrum eines Elements.

Erklärung: Ein Absorptionsspektrum zeigt dunkle Linien an den Stellen, wo Atome oder Moleküle Photonen bestimmter Wellenlängen absorbiert haben.

Erklärung: 12,5 % = 1/8. Das sind 3 Halbwertszeiten (½ · ½ · ½ = 1/8). Also: 3 · 8 h = 24 h.

Erklärung: Das Absorptionsspektrum der Erdatmosphäre setzt sich aus den Absorptionseigenschaften verschiedener Gase (CO₂, H₂O, O₃ usw.) zusammen und ist wichtig für das Verständnis des Treibhauseffekts.