Neutronenstreuung < HochschulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 15:58 Sa 02.11.2013 | | Autor: | medphys |
| Aufgabe | Ein lineares Molekül mit äquidistanten Atomkernen soll mit Neutronen untersucht werden. Der Einfluss der Hüllenelektronen sei vernachlässigbar. Die monoenergetischen Neutronen treffen senkrecht auf das Molekül und werden unter einen Streuwinkel von 30° einzeln detektiert.
a) Wie ändert sich (qualitativ) die Zählrate unter Variation der kinetischen Energie E der Neutronen.
b) Bei welcher Neutronenenergie erwarten Sie ein Maximum der Zählrate, wenn der Abstand zwischen zwei benachbarten Atomkernen d=0,15nm beträgt? Im Vergleich zum Abstand kann die Ausdehnung der Atomkerne vernachlässigt werden. |
Hallo,
ich habe leider keine Ahnung, wie ich mit der Aufgabe anfangen soll und bräuchte einen Ansatz für a) und für b).
Ich würde vermuten, dass sich die Zählrate nicht verändert, wenn man die kinetische Energie der Neutronen variiert.
Ich bin dankbar für jede Hilfe.
Gruß
medphys
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 23:23 Sa 02.11.2013 | | Autor: | chrisno |
Annahme: Das Molekül ist irgendwie fixiert.
Dann hast Du die Situation wie bei einem Doppelspalt. Also musst Du erst einmal die Wellenlänge der Neutronen berechnen.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:52 So 03.11.2013 | | Autor: | medphys |
Hallo,
Also für Aufgabenteil b) habe ich mir nun folgendes überlegt:
Einmal hat man die De-Broglie Wellenlänge des Neutrons
[mm] \lambda=\bruch{h}{mv} [/mm]
Und man hat die Bedingung für ein Maximum am Doppelspalt:
[mm] n*\lambda=d*sin(\alpha)
[/mm]
Dann war ich mir nicht ganz sicher ob ich das einfach (im Sinne der Aufgabenstellung) machen darf, aber habe das Maximum 1.Ordnung betrachtet und die beiden Gleichungen für [mm] \lambda [/mm] gleichgesetzt und kam dann auf einen Ausdruck für v:
[mm] v=\bruch{h}{m*d*sin(\alpha)}
[/mm]
Daraus ergab sich die kinetische Energie der Neutronen zu:
[mm] E_{Kin}=\bruch{1}{2}*m*v^2=0,145eV
[/mm]
Das sagt mir doch jetzt bei welcher Neutronenenergie man ein Maximum der Zählrate unter einem Streuwinkel von [mm] 30^{o} [/mm] erwartet oder?
Gruß
medphys
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:08 So 03.11.2013 | | Autor: | leduart |
Hallo
soweit richtig,
ist das die einzige Energie, bei der du ein max erwartest?
was bei anderen Energien im Gegensatz zu deinem ersten post?
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:49 So 03.11.2013 | | Autor: | medphys |
Hallo,
Wenn ich nicht annehme dass es sich um das Maximum 1. Ordnung handelt, dann müssten auch noch andere Energien in Frage kommen.
[mm] v=\bruch{n*h}{mdsin(\alpha)} [/mm]
Somit dann immer das [mm] n^{2}-fache [/mm] der Energie, die ich berechnet habe oder?
Aber das Problem, welches ich bei der Sache noch habe ist, dass die Neutronen ja nur in einem Winkel von [mm] 30^{o} [/mm] detektiert werden, also müsste man ja irgendwie herausbekommen um welches Maximum es sich handelt und dann kann es ja nur eine bestimmte Energie der Neutronen geben, bei der man ein Maximum erwartet...oder mache ich irgendwo einen Denkfehler?
Gruß
medphys
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Hallo!
Es ist richtig, allgemein kann man auch noch höhere Ordnungen bestimmen.
Denk aber dran, daß die benötigte Energie dafür sehr schnell sehr groß wird.
Vielleicht gibst du einfach eine Formel dafür an, und bestimmst zusätzlich die Werte für die ersten paar Energien?
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