Wuppertal 2015 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 17: Postersitzung

DD 17.42: Poster

Dienstag, 10. März 2015, 14:45–16:15, Foyer Ebene G.10

Mechanisches Modell zur Rutherfordstreuung — •Vitali Heptin und Bärbel Fromme — Universität Bielefeld, Fakultät für Physik, Physik und ihre Didaktik

Im Rahmen einer Masterarbeit wurde ein mechanisches Modell zum Rutherfordschen Streuversuch konzipiert und aufgebaut, das für die schulische und universitäre Ausbildung geeignet ist. Es besteht aus einem axialsymmetrischen Aluminium-körper, dessen Höhe sich umgekehrt proportional zu seinem Radius ändert, als "Potential" und einer - zur Variation des Stoßparameters - verschiebbaren "Startrampe", mit deren Hilfe Stahlkugeln mit definierter kinetischer Energie an diesem Potential gestreut werden können. Die Modellparameter wurden so gewählt, dass sie die Verhältnisse bei der Rutherfordstreuung von alpha-Teilchen am Coulombpotential von Goldkernen möglichst analog abbilden. Mit dem Modell kann nicht nur qualitativ die Rückstreuung an einem 1/r-abhängigen Potential gezeigt werden, sondern es können auch quantitative Messungen des Streuwinkels vom Stoßparameter durchgeführt werden, die die für die Rutherfordstreuung erwartete lineare Abhängigkeit des Stoßparameters vom Cotangens des halben Winkels zeigen. Die Bahnen der gestreuten Kugeln wurden darüber hinaus mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgenommen - die Hyper-belform ist gut sichtbar. Das Modell kann am Poster ausprobiert werden.