Sexl Physik 8, Schulbuch

| 138 Weiterführende Fragestellungen 1 KERNPHYSIK 1. Das Institut für Radiumforschung der Akademie der Wissenschaften in Wien war in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts berühmt für seine Forschungsergeb- nisse. Informiere dich über die Geschichte dieses Insti- tuts und die dort tätigen Forscher und Forscherinnen. 2. Zur Biografie Marie Curies gibt es zahlreiche Bücher. Berichte über die Geschichte dieser Frau in einem Re- ferat. Welche physikalischen und zeithistorischen As- pekte sind hier von Bedeutung? 3. Finde Beispiele für bedeutsame Erkenntnisse, die durch radioaktive Altersbestimmung erhalten wurden. 4. Organisiere gemeinsam mit deiner Klasse einen Besuch am Forschungsreaktor des Atominstituts der Techni- schen Universität Wien. 5. Organisiere mit deiner Klasse einen Besuch am Vienna Environmental Research Accelerator (VERA) der Univer- sität Wien. Falls das nicht möglich ist, informiere dich über das Internet (und/oder persönliche Kontakte per E-Mail) über die Forschungsarbeiten am VERA. 6. Informiere dich über die Nutzung ionisierender Strah- lung in der Medizin. Auch ein Besuch in der nuklearmedi- zinischen Abteilung eines Spitals kann hier nützlich sein. 7. Die Frage, ob finanzielleMittel eher in die Entwicklung er- neuerbarer Energien oder in die Kerntechnik fließen soll- ten, ist immer wieder Gegenstand der politischen Dis- kussion. Informiere dich über das EU-Programm EURA- TOM. Finde heraus, wofür das EURATOM-Budget verwen- det wird. Diskutiere die Sinnhaftigkeit von EURATOM. 8. Kernwaffen stellen nach wie vor eine Bedrohung der Menschheit dar. Informiere dich über neuere Entwick- lungen auf diesem Gebiet. 9. Welche Institutionen in deinem Umfeld sind für Strah- lenschutzmaßnahmen verantwortlich? Erkundige dich über Maßnahmen im Notfall. 10. Bildet zwei Gruppen (Befürworter und Gegner) und diskutiert die Nutzung der Kernenergie. 2 TEILCHENPHYSIK 1. Mit welchen Instrumenten wurde die kosmische Strah- lung 1912 entdeckt? 2. Die Erforschung der kosmischen Strahlung ist ein ak- tuelles Forschungsgebiet. Mit welchen Methoden wird heute die kosmische Strahlung erforscht, welche Frage steht im Mittelpunkt? 3. Recherchiere zu einem der großen Detektoren am CERN, welche Institute beteiligt sind und wie die Zusam- menarbeit in solchen Großexperimenten organisiert ist. 4. Recherchiere den Aufbau eines der großen Detektoren am CERN. Wodurch macht sich ein Higgs-Teilchen im Detektor bemerkbar? 5. Wie wäre ein Universum aus Antimaterie beschaffen? 6. Wenn man das Elektron eines Wasserstoffatoms durch ein Myon ersetzt, entsteht ein sog. myonisches Atom. Welche Eigenschaften ändern sich dabei? Warum un- tersucht man solche Atome? 7. Die uns bekannte Materie ist aus Fermionen aufgebaut. Welche wichtigen Konsequenzen ergeben sich daraus in Kombination mit dem Pauli-Prinzip? Wie wäre eine Welt beschaffen, die aus Bosonen aufgebaut wäre? 8. Ein physikalisches Arbeitsgebiet im Gesundheitswesen ist die Nuklearmedizin. Welche Aufgaben haben Nukle- arphysiker/innen in Spitälern? 9. George Zweig schlug im selben Jahr wie Murray Gell- Mann, jedoch unabhängig das Quarkmodell vor. Ver- gleiche die Biografien der beiden Menschen, welche Schlüsse liegen nahe? 10. Welche Bedeutung hat die Beziehung E = mc 2 für die Teilchenphysik? 11. Wie helfen die Erhaltungssätze für Energie und Impuls bei der Analyse von Teilchenreaktionen? 12. Welche Bedeutung hat der Erhaltungssatz der elektri- schen Ladung? 3 ASTROPHYSIK – STERNE UND GALAXIEN 1. Im 19. Jh. gab es verschiedene Ideen über den Ursprung der Sonnenenergie. Warum waren sie bereits damals nicht überzeugend? Welche wesentlichen Ideen waren für die heutige Vorstellung wichtig? 2. Welche Schwierigkeiten ergeben sich bei der Messung von Sternparallaxen zur Entfernungsbestimmung? Wel- che Vorteile bieten dafür Weltraumteleskope? 3. Immer mehr extrasolare Planeten werden entdeckt. Welche Bedingungen müssen erfüllt sein, damit auf sol- chen Planeten Leben möglich ist? 4. Recherchiere die Phasen der Entwicklung der Sonne. 5. Warum wird astronomische Forschung trotz der immer höheren Kosten für große Teleskope betrieben? Wo- durch wird der Bau immer größerer Teleskope möglich? 6. Hobbyastronomen tragen auch zur astronomischen Forschung bei. Recherchiere über die systematische Beobachtung von Meteoren und Kometen. 7. Vergleiche die zwei Typen von Supernovae. 8. Woran erkennt man Doppelsterne? 9. Für die Entdeckung eines Pulsars mit einem Neutronen- stern als Begleiter erhielten Joseph H. Taylor und Russell A. Hulse den Nobelpreis 1993. Welche Bedeutung hat ihre Entdeckung für die Allgemeine Relativitätstheorie? 10. Warum heißt es, wir seien aus Sternenstaub? 11. Recherchiere über Schwarze Löcher. 12. Was hält Galaxien zusammen? Was hindert sie, unter dem eigenen Gewicht zusammenzustürzen? 4 KOSMOLOGIE 1. Dunkle Materie ist Materie, die wir nicht „sehen“ kön- nen, weder im optischen Bereich noch in einem ande- ren Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Wel- che Beobachtungen deuten darauf hin, dass es diese Materie dennoch gibt? Welche Vermutungen hat man über die Natur der Dunklen Materie? 2. Welche experimentellen Befunde gibt es für die Exis- tenz der Dunklen Energie? Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Ve la s öbv