Inhaltsfeld: Atom-, Kern- und Elementarteilchenphysik (LK)
Kontext: (Erdgeschichtliche) Altersbestimmungen
Leitfrage: Wie funktioniert die 14C-Methode?
Inhaltliche Schwerpunkte: Radioaktiver Zerfall
Kompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können
(UF2) zur Lösung physikalischer Probleme zielführend Definitionen, Konzepte sowie funktionale Beziehungen zwischen physikalischen Größen angemessen und begründet auswählen,
(E5) Daten qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder mathematisch zu formulierende Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse verallgemeinern,
Inhalt (Ustd. à 45 min) |
Kompetenzen Die Schülerinnen und Schüler… |
Experiment / Medium |
Kommentar |
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Radioaktiver Zerfall: Kernkräfte (1 Ustd.) |
benennen Protonen und Neutronen als Kernbausteine, identifizieren Isotope und erläutern den Aufbau einer Nuklidkarte (UF1), |
Ausschnitt aus Nuklidkarte |
Aufbauend auf Physik- und Chemieunterreicht der S I |
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Zerfallsprozesse (7 Ustd.) |
identifizieren natürliche Zerfallsreihen sowie künstlich herbeigeführte Kernumwandlungsprozesse mithilfe der Nuklidkarte (UF2), |
Elektronische Nuklidkarte |
Umgang mit einer Nuklidkarte |
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entwickeln Experimente zur Bestimmung der Halbwertszeit radioaktiver Substanzen (E4, E5), |
Radon-Messung im Schulkeller (Zentralabitur 2008) |
Siehe http://www.physik-box.de/radon/radonseite.html Ggf. Auswertung mit Tabellenkalkulation durch Schüler |
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nutzen Hilfsmittel, um bei radioaktiven Zerfällen den funktionalen Zusammenhang zwischen Zeit und Abnahme der Stoffmenge sowie der Aktivität radioaktiver Substanzen zu ermitteln (K3), |
Tabellenkalkulation |
Linearisierung, Quotientenmethode, Halbwertszeitabschätzung, ggf. logarithmische Auftragung |
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leiten das Gesetz für den radioaktiven Zerfall einschließlich eines Terms für die Halbwertszeit her (E6), |
Ggf. CAS |
Ansatz analog zur quantitativen Beschreibung von Kondensatorentladungen |
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Altersbestimmung (2 Ustd.) |
bestimmen mithilfe des Zerfallsgesetzes das Alter von Materialien mit der C14-Methode (UF2), |
Arbeitsblatt |
Ggf. Uran-Blei-Datierung |
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10 Ustd. |
Summe |