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Schulphysik und verwandte Themen Das ideale Forum für Einsteiger. Alles, was man in der Schule mal gelernt, aber nie verstanden hat oder was man nachfragen möchte, ist hier erwünscht. Antworten von "Physik-Cracks" sind natürlich hochwillkommen! |
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#1
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Neutronen in Kernen
Ok, ich frag mal hier, da das bestimmt einfach für viele Physiker ist.
1. Was verhindert den Zerfall des Neutrons im Kern. Freie Neutronen haben ja eine relativ kleine Halbwertszeit, gebunden im Kern halten sie ja aber fast ewig. Die müssen ja irgendwie durch die äussere Bindung stabilisiert werden. 2. In stabilen Isotopen stehen die Anzahl der Neutronen mit der Anzahl der Protonen ja in einem gewissen Verhältnis, weil in einem grossen Kern mit zuvielen Protonen und zu wenig Neutronen dazwischen die elektrostatische Abstossung so gross wäre, dass es ihn zerreisst. Soweit, so logisch. Nun macht die starke Kraft ja angeblich keinen Unterschied zwischen Neutronen und Protonen, also könnte man doch theoretisch einen Kern aus vielen Neutronen zusammenbauen. Elektrische Abstossung wäre nicht vorhanden, starke Kraft würde sie zusammenhalten, solang man sie nur nah genug zusammenbringt. Warum geht das nicht ? Also z.b. so etwas wie ein elektronenfreies 5-Neutronen-Atom müsste man doch bauen können, oder nicht ? ( Mal davon abgesehen, dass Neutronen als ungeladene Teilchen nur schwer zu dirigieren sind, was dann eher ein praktisches Problem wäre. ) Ge?ndert von Sino (07.10.08 um 16:05 Uhr) Grund: vertippt |
#2
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AW: Neutronen in Kernen
Danke EMI mal schauen...
Die Frage hat sich mir z.b. beim Beta-Zerfall des Tritiums aufgedrängt. Da wandelt sich ein Neutron in ein Proton um, man erhält 3He und das letzte Neutron ist "glücklich" und bleibt wie es ist. Da fragt man sich schon, woher das erste Neutron dann "weiss", dass die Situation vielleicht energetisch günstiger wär, wenn es zerfallen würde und das andere Neutron im neu entstandenen He3-Kern sich denkt: "Ok, so gefällts mir, ich zerfall mal nicht." Also Halbwertszeit des freien Neutrons 15min, Neutron im Tritium ca. 12 Jahre, im He-3 dann stabil. Ge?ndert von Sino (07.10.08 um 17:38 Uhr) |
#3
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AW: Neutronen in Kernen
Moin Sino,
Zitat:
Gruß
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Der Besitz der Wahrheit ist nicht schrecklich, sondern langweilig, wie jeder Besitz... Friedrich Nietzsche |
#4
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AW: Neutronen in Kernen
Zitat:
Ein anderer wichtiger Effekt: Neutronen sind Fermionen und das Paulische Ausschließungsprinzip verhindert, dass diese sich in energetisch günstigen Orbitalen des Kerns anhäufen. Es drängt sie aus diesen günstigen Zuständen heraus; dieser Effekt wird manchmal auch Austauschwechselwirkung genannt. Aus diesem Grund enthalten die energetisch günstigen Orbitale immer eher gleiche Anzahlen von Protonen und Neutronen. Ein Übergewicht einer Sorte führt immer dazu, dass höhere Zustände besetzt werden müssen ==> Instabilität. Das, was die Nukleonen in Kernen zusammenhält, ist eben nicht starke Wechselwirkung pur. Die Kernkräfte enthalten Anteile der starken, der elm. und der schwachen Wechselwirkung; dazu kommen noch solche Effekte wie die genannte Austauschwechselwirkung. Gruß, Uli Ge?ndert von Uli (07.10.08 um 22:05 Uhr) |
#5
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AW: Neutronen in Kernen
Danke. Ich muss da wohl mal tiefer einsteigen und mir auch mal ein paar Beispiele mathematisch vorknöpfen.
Das Problem ist halt, dass man sowas wie Pauli-Prinzip, Fermi-Dirac-Statistik usw. (phenomenologisch) kennt und auch über die QCD schon bischen was gelesen hat, aber das alles lange noch nicht reicht, um 'ne Vorstellung zu haben, was da genau in so einem Fall passiert, also wie man das Ganze zu einem aussagefähigen Modell zusammenbaut. Da muss man wohl mal ein paar einfache Beispiele zu den Themen durchgerechnet haben, damit man weiss, was man wie und wo anzuwenden hat, damit man sich solche Sachen dann selber beantworten kann. Ist ja leider mit allem so. Hehe. Zur allgemeinen Relativitätstheorie darf man mich auch nur das fragen, was allgemein populärwissenschaftlich bekannt ist. Wenn ich mir dann aber mal speziellere Fragen dazu stelle, dann muss ich wegen der Mathematik erstmal passen. |
#6
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AW: Neutronen in Kernen
Zitat:
Gruß, Uli |
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