• Potentialtopf
  • anonym
  • 29.12.2025
  • Physik
  • Arbeitsblatt
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Das Po­ten­ti­al­topf­mo­dell des Atom­kerns

Das Tröpf­chen­mo­dell des Atom­kerns ist an­schau­lich und kann auch er­klä­ren, warum der

Atom­kern nicht durch die Cou­lomb­kraft aus­ein­an­der­ge­ris­sen wird, eine wirk­lich gute Er­klä­rung

warum ein Kern mit einer be­stimm­ten Art von Strah­lung zer­fällt, lie­fert es aber nicht.

Ähn­lich wie bei den Elek­tro­nen in der Hülle, die von dem po­si­ti­ven Kern in einen be­stimm­ten

Raum­be­reich ein­ge­sperrt wer­den, und somit in einem Po­ten­ti­al­topf ge­fan­gen sind, kann man

die en­er­ge­ti­schen Vor­gän­ge im Kern durch einen Po­ten­ti­al­topf be­schrei­ben.

An­ders als bei den Elek­tro­nen gibt es aber keine zen­tra­le Kraft, die auf jedes Elek­tron

wirkt, man geht bei die­sem Mo­dell davon aus, dass sich ein Nu­kle­on in einem Po­ten­ti­al­topf

be­wegt, der durch die star­ke Kern­kraft und die Cou­lomb­kraft der an­de­ren Nu­kle­o­nen im Kern

ge­bil­det wird.

Man be­trach­tet dabei zwei ne­ben­ein­an­der lie­gen­de Po­ten­ti­al­töp­fe, einen für die Neu­tro­nen

und einen für die Pro­to­nen. Auf­grund des Pauli-​Prinzips kön­nen nur zwei glei­che Nu­kle­o­nen auf

der glei­chen En­er­gie­ebe­ne lie­gen, kom­men neue hinzu, so wird der Topf auf­ge­füllt. Die FermiEn­er­gie gibt den höchs­ten be­set­zen En­er­gie­wert im Topf an.

1
Be­schrei­be die Un­ter­schie­de in den bei­den Po­ten­ti­al­töp­fen. Stel­le eine Ver­mu­tung an,
warum der Po­ten­ti­al­topf für die Pro­to­nen nach oben ver­scho­ben ist.
2
Ein Neu­tron nä­hert sich dem lin­ken Po­ten­ti­al­topf. Be­schrei­be, wel­che Kräf­te in wel­chem
Ab­stand auf das Neu­tron wir­ken. (Siehe auch AB über den Atom­kern)
3
Nun nä­hert sich ein Pro­ton dem rech­ten Po­ten­ti­al­topf. Be­schrei­be auch hier, wel­che
Kräf­te in wel­chem Ab­stand auf das Pro­ton wir­ken.
4
Be­grün­de mit die­sem Mo­dell, warum bei schwe­ren Atom­ker­nen die An­zahl der
Neu­tro­nen grö­ßer als die An­zahl der Pro­to­nen im Kern ist.
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