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Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW PH <strong>LK</strong> HT 2<br />
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Unterlagen für die Lehrkraft<br />
Abiturprüfung 2008<br />
Physik, Leistungskurs<br />
1. Aufgabenart<br />
• Bearbeitung einer Aufgabe, die fachspezifisches Material enthält<br />
• Bearbeitung eines Demonstrationsexperiments<br />
2. Aufgabenstellung<br />
Aufgabe 1: Das Zyklotron<br />
Aufgabe 2: Radioaktivität<br />
(57 Punkte)<br />
(56 Punkte)<br />
3. Materialgrundlage<br />
Hinweise zum Experiment:<br />
Versuchsmaterial und -aufbau:<br />
In Vorbereitung einer am Tag der Klausur real zu demonstrierenden Messung zum Zerfall<br />
des Rn-222 und seiner Folgeprodukte muss am Tag vor der Klausur erprobt werden, ob und<br />
inwieweit sich in einem geeigneten Kellerraum der Schule genügend Radon für eine spätere<br />
Demonstration während der Eingangsphase der Abiturklausur gewinnen lässt (die Quantität<br />
des gewonnenen radioaktiven Materials ist deutlich vom jeweiligen Schulstandort abhängig).<br />
Versuch:<br />
Ein aufgeblasener und (beispielsweise mit einem Schafsfell) elektrostatisch aufgeladener<br />
Luftballon wird über ca. eine halbe Stunde in einem Kellerraum (beispielsweise an einem<br />
Bindfaden) isoliert aufgehängt. Es wird anschließend überprüft, ob bzw. dass sich in dieser<br />
Zeit hinreichend viel radioaktives Material an der Ballonhülle angelagert hat. Dazu wird der<br />
Ballon abgenommen, die Luft herausgelassen und der Ballon eng zusammengerollt unverzüglich<br />
vor ein Geiger-Müller-Zählrohr gebracht, um die Zählrate zu ermitteln.<br />
Wenn das Experiment hinreichend gut gelingt (in den den Schülerinnen und Schülern mit<br />
dieser Abituraufgabe vorgelegten Daten führte eine Aufhängezeit des Ballons von 20 Minuten<br />
bereits zu einer registrierten Rate, die ca. dem Fünffachen der Nullrate entsprach), wird<br />
am Tag der Klausur ca. eine Stunde vor Beginn der Klausur ein (weiterer) Ballon im Keller<br />
aufgehängt, so dass dann die Schülerinnen und Schüler zu Beginn der Klausur den Zerfall<br />
der Folgeprodukte mit einem Geiger-Müller-Zählrohr beobachten können.<br />
Die Schülerinnen und Schüler erhalten 5 Minuten Zeit für die Beobachtung der registrierten<br />
Zählraten, danach beginnt die Arbeitszeit. Das Experiment kann dann eine geraume Zeit<br />
(stumm) weiterlaufen, so dass die Abnahme der Zählrate jederzeit beobachtet werden kann.<br />
Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten die Aufgabe mit dem mitgelieferten Datenmaterial.<br />
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4. Bezüge zu den Vorgaben 2008<br />
1. Inhaltliche Schwerpunkte<br />
Aufgabe 1:<br />
• Ladungen und Felder<br />
– Elektrisches Feld, elektrische Feldstärke (Feldkraft auf Ladungsträger im homogenen<br />
Feld)<br />
– Potenzielle Energie im elektrischen Feld<br />
– Magnetisches Feld, magnetische Feldgröße B, Lorentzkraft<br />
– Bewegung von Ladungsträgern in elektrischen und magnetischen Feldern<br />
Aufgabe 2:<br />
• Atom- und Kernphysik<br />
– Radioaktiver Zerfall (Halbwertszeitmessung, Reichweite von Gammastrahlung,<br />
Absorption von Gammastrahlung)<br />
2. Medien/Materialien<br />
• entfällt<br />
5. Zugelassene Hilfsmittel<br />
• Physikalische Formelsammlung<br />
• Wissenschaftlicher Taschenrechner (ohne oder mit Grafikfähigkeit)<br />
• Nuklidkarte (Auszug)<br />
• Wörterbuch zur deutschen Rechtschreibung<br />
6. Vorgaben für die Bewertung der Schülerleistungen<br />
6.1 Modelllösungen<br />
Die nachfolgenden Modelllösungen erfassen nicht notwendigerweise alle sachlich richtigen<br />
Lösungsalternativen.<br />
Sollte die Auswertung der Messdaten mit Hilfe eines grafikfähigen TR oder CAS erfolgen,<br />
so muss der Prüfling die entstandenen Graphen für die korrigierende Lehrkraft skizzenhaft<br />
in seiner Reinschrift dokumentieren.<br />
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Aufgabe 1: Das Zyklotron<br />
a) Die Protonen werden aus der Ruhe durch das homogene elektrische Feld bis zum Punkt<br />
P 1 gleichmäßig beschleunigt (geradlinig, gleichmäßig positiv beschleunigte Bewegung).<br />
Sie treten dort senkrecht in das homogene Magnetfeld ein. In diesem zwingt die Lorentzkraft<br />
die Protonen auf eine Kreisbahn (gleichförmige Kreisbewegung).<br />
Die Protonen treten im Punkt P 2 wieder in das<br />
E-Feld ein und werden durch dieses bis zum<br />
Stillstand im Punkt P 3 abgebremst (geradlinig,<br />
gleichmäßig negativ beschleunigte Bewegung).<br />
Da die Ausgangssituation wieder hergestellt ist,<br />
wiederholt sich der beschriebene Ablauf, so dass<br />
die Protonen in geradlinigen Teilstücken und<br />
Halbkreisbögen gemäß nachfolgender Zeichnung<br />
nach unten (alternativ: nach vorne) wandern, bis<br />
sie auf die Wand des Duanten treffen.<br />
D<br />
1<br />
D<br />
2<br />
P 1<br />
P 2<br />
Q<br />
P<br />
3<br />
B<br />
b) Da die Verhältnisse bis zum Austritt aus D 1 im<br />
Punkt P 2 gleich sind wie in a), ergibt sich dieselbe<br />
Bahn wie in a) beschrieben.<br />
Durch das E-Feld wird das Proton wieder positiv<br />
beschleunigt.<br />
Im Duanten D 2 beschreibt es wegen der größeren<br />
Geschwindigkeit einen Halbkreis mit größerem<br />
Radius als in D 1 .<br />
D<br />
1<br />
D<br />
2<br />
P 1<br />
P<br />
2<br />
Q<br />
P<br />
3<br />
B<br />
Hinweis für die korrigierende Lehrkraft: Es genügt eine qualitative Erläuterung, das<br />
Verhältnis der Radien muss nicht berechnet und in der Skizze berücksichtigt werden.<br />
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c) Die Lorentzkraft wirkt als Zentripetalkraft und somit gilt für die Beträge<br />
2<br />
mP<br />
⋅ v<br />
mP<br />
⋅ ⋅ = und damit r =<br />
q v B<br />
r<br />
Es gilt für die Aufenthaltszeit t<br />
D<br />
⋅ v<br />
.<br />
q ⋅ B<br />
π ⋅r<br />
π ⋅m<br />
= =<br />
v q ⋅ B<br />
Der Radius und proportional dazu der zurückgelegte Weg werden zwar mit wachsender<br />
Geschwindigkeit größer, da jedoch der Radius proportional zur Geschwindigkeit wächst,<br />
bleibt der Quotient aus Weg und Geschwindigkeit konstant.<br />
P<br />
.<br />
d) Die Aufenthaltsdauer in den Duanten ist unabhängig vom Radius. Das Proton durchläuft<br />
das elektrische Feld daher immer nach gleichen Zeitintervallen. Dies bedeutet, dass die<br />
Frequenz der angelegten Wechselspannung konstant sein kann.<br />
Die Spannung muss bei jedem Verlassen eines Duanten den gleichen Betrag mit wechselndem<br />
Vorzeichen haben. Daher muss die Periodendauer der Wechselspannung der<br />
Umlaufdauer T = 2 ⋅ t D eines Protons entsprechen.<br />
Daher ergibt sich für die Frequenz:<br />
f<br />
1 q ⋅ B<br />
7<br />
= = = 2, 29 ⋅10<br />
Hz .<br />
T ⋅ π ⋅m<br />
2 P<br />
Einheitenumformung:<br />
V ⋅s<br />
kg<br />
Mit 1 T = 1 = 1<br />
2 2<br />
m s ⋅ A<br />
und 1 C<br />
A ⋅s ⋅ kg 1<br />
= 1 A ⋅ s ergibt sich [ f ] = 1 = = 1 Hz .<br />
2<br />
kg ⋅s<br />
⋅ A s<br />
e) Das Proton passiert pro Umlauf zweimal den Spalt:<br />
Es gilt daher Ekin = n ⋅ e ⋅ 2 ⋅ U 0 = 100⋅ 2 ⋅ 20 keV = 4 MeV .<br />
Aus<br />
1<br />
2<br />
p<br />
2<br />
⋅m ⋅ v = e ⋅ U bzw.<br />
gesamt<br />
2 ⋅ e ⋅Ugesamt<br />
v = folgt<br />
m<br />
p<br />
6<br />
27,<br />
7 10 m<br />
v = ⋅ .<br />
s<br />
Die Beziehung für den Radius kann entweder aus der Herleitung in Teilaufgabe c) übernommen<br />
werden oder muss neu hergeleitet werden.<br />
Die Lorentzkraft wirkt als Zentripetalkraft und somit gilt für die Beträge<br />
2<br />
mP<br />
⋅ v<br />
mP<br />
⋅ ⋅ = und damit =<br />
q v B<br />
r<br />
r<br />
⋅ v<br />
q ⋅ B<br />
Der Durchmesser muss mindestens 40 cm betragen.<br />
. Einsetzen der Werte liefert r = 0, 2 m .<br />
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f) Mit wachsender Geschwindigkeit muss man die dynamische, also die mit der Geschwindigkeit<br />
anwachsende Masse berücksichtigen.<br />
Gemäß<br />
t<br />
D<br />
π ⋅m<br />
=<br />
q ⋅ B<br />
P<br />
ist die Dauer eines Umlaufs dann nicht mehr konstant, sondern<br />
wächst mit zunehmender Masse. Die Umlaufdauer passt nicht mehr zu der nach klassischer<br />
Berechnung ermittelten Frequenz der Beschleunigungsspannung. Die Protonen erreichen<br />
den Spalt nicht mehr zu dem für eine optimale Beschleunigung günstigsten Zeitpunkt,<br />
sondern sie kommen verspätet an.<br />
Sie werden daher weniger beschleunigt bzw. werden gebremst, wenn sie bei umgekehrter<br />
Polung der Wechselspannung den Spalt erreichen. Also gibt es ein Maximum der<br />
Energie der Protonen.<br />
g) Gemäß der Beziehung<br />
2<br />
E = m ⋅ c entspricht eine Energie von 511 keV der Masse<br />
3 −19<br />
511⋅10 V ⋅1, 602 ⋅10<br />
C<br />
−31<br />
m = = 9, 11⋅10<br />
kg .<br />
8 m 2<br />
( 2, 997 ⋅10<br />
)<br />
s<br />
Dies ist der Literaturwert für die Ruhemasse eines Elektrons.<br />
Die Umlaufdauer wächst bei jedem Umlauf um ein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer<br />
der gewählten Beschleunigungsspannung, d. h., die Teilchen erreichen den Spalt um<br />
die entsprechende Anzahl von Perioden später, es ergibt sich aber keine Phasenverschiebung.<br />
Aufgabe 2: Radioaktivität<br />
a) Teilfrage 1:<br />
α-Zerfall: Aussendung eines Teilstücks des Kerns, bestehend aus zwei Protonen und<br />
zwei Neutronen.<br />
βˉ-Zerfall: Umwandlung eines Neutrons des Kerns in ein Proton und ein den Kern verlassendes<br />
Elektron.<br />
Alpha-Zerfall:<br />
Beta-Zerfall:<br />
n<br />
z<br />
n<br />
z<br />
n 4 4<br />
z−2 2<br />
X → Y + He<br />
n 0<br />
z+ 1 −1<br />
X → Z + e<br />
Hinweis für die korrigierende Lehrkraft: Das beim βˉ-Zerfall auftretende<br />
(Anti-)Neutrino braucht vom Prüfling nicht genannt zu werden.<br />
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Teilfrage 2:<br />
Grundidee 1: Ablenkung der Strahlung im Magnetfeld führt zu unterschiedlicher Ablenkungsrichtung.<br />
Grundidee 2: Ablenkung im elektrischen Feld führt zu unterschiedlicher Ablenkungsrichtung.<br />
Die Ionisierungsfähigkeit beider Strahlungsarten ermöglicht ihren Nachweis in (diversen<br />
Arten von) Detektoren.<br />
Hinweis für die korrigierende Lehrkraft: Es sind über das unterschiedliche Verhalten<br />
der beiden Strahlenarten in elektrischen und magnetischen Feldern hinaus andere experimentelle<br />
Methoden möglich, die beispielsweise die unterschiedliche Absorption in Materie<br />
oder die unterschiedliche Energieverteilung ausnutzen. Welche davon der Prüfling<br />
beschreibt, ist für die Bewertung irrelevant.<br />
Teilfrage 3:<br />
Die 5 Kernumwandlungsgleichungen lauten:<br />
222 218<br />
86 Rn 84<br />
→ Po + α bzw.<br />
222 218 4<br />
86 → 84 + 2<br />
Rn Po He<br />
218 214<br />
84 Po → 82<br />
Pb + α<br />
214 214<br />
82 Pb 83<br />
→ Bi + β bzw.<br />
−<br />
214 214 0<br />
82 → 83 + −1<br />
Pb Bi e<br />
214 214<br />
83Bi<br />
→ 84<br />
214 210<br />
84 Po → 82<br />
Po + β<br />
−<br />
Pb + α<br />
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b) Die obenstehende Grafik zeigt die eingezeichnete Ausgleichskurve.<br />
Aus der Ausgleichskurve liest man unter Berücksichtigung des Nulleffekts<br />
Zerfälle<br />
ANull<br />
≈ 20 , dessen Wert von den jeweils registrierten Aktivitätswerten zu sub-<br />
min<br />
trahieren ist, ab: A Zerfälle Zerfälle<br />
( t 1 = 50 min) ≈ ( 185 − 20)<br />
165<br />
min<br />
= min<br />
.<br />
A 1 Impulse Impulse<br />
( t 2)<br />
= 165 83<br />
2<br />
⋅ min<br />
≈ min<br />
ergibt sich unter Berücksichtung des Nulleffekts<br />
(also Ablesen bei 103 = 83 + 20 Zerfälle pro min) für t 2 ≈ 90 min , so dass sich für den<br />
Ausgangszeitpunkt t 1 = 50 min die Gesamtaktivität des Gemisches nach etwa<br />
∆t 12 ≈ 40 min halbiert hat.<br />
Diesem Wert am nächsten kommen die beiden Halbwertszeiten von Pb-214,<br />
T1 / 2 PB ≈ 26, 8 min und Bi-214, T1 / 2 Bi ≈ 19, 9 min , weichen von ihm jedoch deutlich nach<br />
unten ab. Da durch diese beiden Halbwertszeiten die Gesamtaktivität des Gemisches im<br />
Wesentlichen beeinflusst wird, ist plausibel, dass die Abnahme der Gesamtaktivität in<br />
der Größenordnung dieser Halbwertszeiten liegt.<br />
Hinweise für die Lehrkraft: Da aufgrund des Vorliegens eines (Folge-)Gemisches radioaktiver<br />
Substanzen keine rein exponentielle Abnahme vorliegt, liegt auch keine konstante<br />
Halbwertszeit der Gesamtaktivität vor. Dieser Aspekt wird vom Prüfling nicht<br />
verlangt.<br />
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c) Po-218 kann außer Betracht gelassen werden, da seine Halbwertszeit nur 3,1 Minuten<br />
beträgt und daher das Po-218 schnell in das deutlich längerlebige Pb-214 übergeht, das<br />
sich auf der Ballonhülle ansammelt. Po-218 ist also bereits weitgehend zerfallen, wenn<br />
die eigentliche Messung beginnt.<br />
Pb-210 ist mit einer Halbwertszeit von 22,3a im Rahmen der Messdauer praktisch stabil,<br />
sein Zerfall und die Aktivität seiner Folgeprodukte können praktisch unberücksichtigt<br />
bleiben.<br />
d) Teilfrage 1:<br />
d<br />
= − zu<br />
dt<br />
Mit gegebener Teilchenzahl und Halbwertszeit ist die Aktivität A( t) ( N( t)<br />
)<br />
berechnen. Mit dem Zerfallsgesetz folgt:<br />
−λ⋅t<br />
( )<br />
d<br />
−λ⋅t<br />
A( t) = − N0 ⋅ e = +λ ⋅ N0<br />
⋅ e = +λ ⋅ N( t)<br />
.<br />
dt<br />
ln( 2)<br />
Mit T 1/<br />
2 = folgt: λ<br />
ln( 2)<br />
A( t) = ⋅ N( t)<br />
.<br />
T<br />
1/<br />
2<br />
Mit den gegebenen Zahlenwerten für N(t) in den Zellen B8 und C8 erhält man:<br />
ln( 2)<br />
1 1<br />
AM( t = 0) = ⋅ 2000 = 51,<br />
7 ⋅ ≈ 52 ⋅ und<br />
26, 8 min min min<br />
ln( 2)<br />
1 1<br />
AT1( t = 0) = ⋅ 800 = 27, 8⋅ ≈ 28⋅<br />
.<br />
19, 9 min min min<br />
Teilfrage 2:<br />
Die Zelle G8 ist nicht die alleinige Summe der Zellen E8 und F8, da die Tochtersubstanz<br />
TS 1 in eine weitere praktisch sofort zerfallende Tochter zerfällt, so dass jeder Zerfall der<br />
Tochter TS 1 zu einer doppelt zu zählenden Aktivität beiträgt.<br />
Teilfrage 3:<br />
Berechnung der Werte in B9, C9 und D9:<br />
B9 = B8 − E8; Begründung: Die zu einem Zeitschritt später vorhandene Anzahl der<br />
Atome der Muttersubstanz ergibt sich aus der zuvor vorhandenen, vermindert um die<br />
Anzahl der zerfallenen Atome der Muttersubstanz.<br />
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C9 = C8 + E8 − F8<br />
; Begründung: Die zu einem Zeitschritt später vorhandene Anzahl<br />
der Atome der ersten Tochtersubstanz ergibt sich aus der zuvor vorhandenen, vermindert<br />
um die Anzahl der zerfallenen Atome der ersten Tochtersubstanz und vermehrt um die<br />
Anzahl der aus dem Zerfall der Muttersubstanz hinzugekommenen.<br />
D9 = D8 + F8<br />
; Begründung: Die zu einem Zeitschritt später vorhandene Anzahl der<br />
Atome des Endprodukts ergibt sich aus der zuvor vorhandenen, vermehrt um die Anzahl<br />
der aus dem Zerfall der ersten Tochtersubstanz und dem praktisch gleichzeitigen Zerfall<br />
der zweiten Tochtersubstanz hinzugekommenen.<br />
e) Teilfrage 1:<br />
Es ist nicht sinnvoll, als Startwert für die Tochtersubstanz TS 1 einen verschwindend<br />
kleinen Wert als Ausgangswert anzunehmen, da während der „Aufhängezeit“ bereits aus<br />
den Mutter-M-Kernen Tochter-TS 1 -Kerne entstehen. Die Anzahl der entstehenden Tochter-TS<br />
1 -Kerne ist abhängig von der „Aufhängezeit“.<br />
Teilfrage 2:<br />
Zuordnung der Simulationsergebnisse zu den Ergebnissen der Realexperimente:<br />
20 Minuten „Aufhängezeit“: Simulationskurve mit C8 = 800. Begründung: Noch relativ<br />
wenig Tochter-TS 1 -Kerne vorhanden.<br />
2 Stunden „Aufhängezeit“: Simulationskurve mit C8 = 1600. Begründung: Mehr Tochter-TS<br />
1 -Kerne bereits aus der Muttersubstanz entstanden. (Letztlich stellt sich ein radioaktives<br />
Gleichgewicht ein (diese Bemerkung wird vom Prüfling nicht erwartet).)<br />
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6.2 Teilleistungen – Kriterien<br />
a) inhaltliche Leistung<br />
Aufgabe 1: Das Zyklotron<br />
Teilaufgabe a)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB) 1<br />
1 gibt Bewegungsformen mit Begründung an. 6 (I)<br />
2 skizziert die weitere Bahnkurve und begründet diese. 6 (II)<br />
Teilaufgabe b)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
1 erläutert und begründet, dass die Bahn bis zum ersten Austritt aus D 1 dem Fall a) entspricht.<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
2 erläutert und begründet Bewegung und Bahnkurve bis zum erstmaligen Austritt aus D 2 . 4 (I)<br />
3 skizziert die Bahnkurve. 2 (I)<br />
2 (I)<br />
Teilaufgabe c)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 leitet die Beziehung begründet her. 4 (II)<br />
2 begründet Unabhängigkeit der Aufenthaltsdauer vom Radius. 3 (II)<br />
Teilaufgabe d)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 begründet, dass eine Wechselspannung mit konstanter Frequenz angelegt werden kann. 3 (II)<br />
2 begründet, dass die Periodendauer der Wechselspannung der Umlaufdauer entsprechen<br />
muss.<br />
3 berechnet die Frequenz. 2 (I)<br />
4 berechnet die Frequenz unter Einbeziehung der Einheitenumformung. 2 (I)<br />
2 (I)<br />
1<br />
AFB = Anforderungsbereich<br />
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Teilaufgabe e)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 berechnet die erreichbare Energie. 3 (II)<br />
2 berechnet die erreichte Geschwindigkeit. 3 (II)<br />
3 berechnet den Durchmesser. 3 (II)<br />
Teilaufgabe f)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 erklärt, dass die Masse der Protonen mit wachsender Geschwindigkeit zunimmt. 2 (I)<br />
2 erläutert, dass dadurch die Umlaufdauer zunimmt und somit durch die konstant gewählte<br />
Frequenz die Protonen nur eine bestimmte maximale Energie erreichen können.<br />
4 (III)<br />
Teilaufgabe g)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 zeigt, dass die kinetische Energie jeweils um die Ruheenergie zunimmt. 4 (II)<br />
2 begründet, dass die Frequenz der Wechselspannung konstant gewählt werden kann. 2 (III)<br />
Aufgabe 2: Radioaktivität<br />
Teilaufgabe a)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 beschreibt die Umwandlungsprozesse beim α- und β – -Zerfall. 3 (I)<br />
2 gibt die allgemeinen Umwandlungsgleichungen für Alpha- und Beta-Zerfall an. 4 (II)<br />
3 beschreibt zwei verschiedene experimentelle Methoden zur Unterscheidung der beiden<br />
Strahlungsarten.<br />
4 nennt die Ionisierungsfähigkeit beider Strahlungsarten beim Durchgang durch Materie. 2 (I)<br />
5 gibt die fünf Umwandlungsgleichungen an. 4 (I)<br />
4 (I)<br />
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Teilaufgabe b)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 zeichnet eine Ausgleichskurve ein. 2 (I)<br />
2 bestimmt die Zeitdauer für die Abnahme der Gesamtaktivität auf die Hälfte. 4 (I)<br />
3 beschreibt, wie dabei der Nulleffekt zu berücksichtigen ist. 2 (I)<br />
4 diskutiert die ermittelte Zeitdauer unter Bezug auf die Halbwertszeit der beteiligten<br />
Isotope.<br />
2 (III)<br />
Teilaufgabe c)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 begründet, warum Po-218 außer Acht gelassen werden darf. 3 (II)<br />
2 begründet die erlaubte Beendigung bei Pb-210. 3 (II)<br />
Teilaufgabe d)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 bestätigt die Richtigkeit der Daten in den Zellen E8 und F8. 5 (II)<br />
2 begründet die Notwendigkeit der „doppelten“ Berücksichtigung der Aktivität der<br />
Tochter in der Berechnung.<br />
3 (III)<br />
3 gibt an, wie die Werte in den Zellen B9, C9 und D9 errechnet werden. 3 (I)<br />
4 begründet die Berechnung der Werte in den Zellen B9, C9 und D9. 3 (II)<br />
Teilaufgabe e)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
1 erläutert, warum die Annahme eines verschwindenden Wertes für die Tochtersubstanz<br />
nicht sinnvoll ist.<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
3 (II)<br />
2 ordnet die beiden Diagramme den experimentellen Ergebnissen zu. 4 (II)<br />
3 begründet die vorgenommene Zuordnung. 2 (II)<br />
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7. Bewertungsbogen zur Prüfungsarbeit<br />
Name des Prüflings:____________________________________ Kursbezeichnung:____________<br />
Schule: _____________________________________________<br />
Aufgabe 1: Das Zyklotron<br />
Teilaufgabe a)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 gibt Bewegungsformen mit … 6 (I)<br />
2 skizziert die weitere … 6 (II)<br />
Lösungsqualität<br />
EK 2 ZK DK<br />
Teilaufgabe b)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 erläutert und begründet … 2 (I)<br />
2 erläutert und begründet … 4 (I)<br />
3 skizziert die Bahnkurve. 2 (I)<br />
Lösungsqualität<br />
EK ZK DK<br />
Teilaufgabe c)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 leitet die Beziehung … 4 (II)<br />
2 begründet Unabhängigkeit der … 3 (II)<br />
Lösungsqualität<br />
EK ZK DK<br />
2<br />
EK = Erstkorrektur; ZK = Zweitkorrektur; DK = Drittkorrektur<br />
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Teilaufgabe d)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 begründet, dass eine … 3 (II)<br />
2 begründet, dass die … 2 (I)<br />
3 berechnet die Frequenz. 2 (I)<br />
4 berechnet die Frequenz … 2 (I)<br />
Lösungsqualität<br />
EK ZK DK<br />
Teilaufgabe e)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 berechnet die erreichbare … 3 (II)<br />
2 berechnet die erreichte … 3 (II)<br />
3 berechnet den Durchmesser. 3 (II)<br />
Lösungsqualität<br />
EK ZK DK<br />
Teilaufgabe f)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 erklärt, dass die … 2 (I)<br />
2 erläutert, dass dadurch … 4 (III)<br />
Lösungsqualität<br />
EK ZK DK<br />
Teilaufgabe g)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 zeigt, dass die … 4 (II)<br />
2 begründet, dass die … 2 (III)<br />
Summe 1. Aufgabe 57<br />
Lösungsqualität<br />
EK ZK DK<br />
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Aufgabe 2: Radioaktivität<br />
Teilaufgabe a)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 beschreibt die Umwandlungsprozesse … 3 (I)<br />
2 gibt die allgemeinen … 4 (II)<br />
3 beschreibt zwei verschiedene … 4 (I)<br />
4 nennt die Ionisierungsfähigkeit … 2 (I)<br />
5 gibt die fünf … 4 (I)<br />
Lösungsqualität<br />
EK ZK DK<br />
Teilaufgabe b)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 zeichnet eine Ausgleichskurve … 2 (I)<br />
2 bestimmt die Zeitdauer … 4 (I)<br />
3 beschreibt, wie dabei … 2 (I)<br />
4 diskutiert die ermittelte … 2 (III)<br />
Lösungsqualität<br />
EK ZK DK<br />
Teilaufgabe c)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 begründet, warum Po-218 … 3 (II)<br />
2 begründet die erlaubte … 3 (II)<br />
Lösungsqualität<br />
EK ZK DK<br />
Teilaufgabe d)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 bestätigt die Richtigkeit … 5 (II)<br />
2 begründet die Notwendigkeit … 3 (III)<br />
3 gibt an, wie … 3 (I)<br />
4 begründet die Berechnung … 3 (II)<br />
Lösungsqualität<br />
EK ZK DK<br />
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Seite 16 von 17<br />
Teilaufgabe e)<br />
Anforderungen<br />
Der Prüfling<br />
maximal<br />
erreichbare<br />
Punktzahl<br />
(AFB)<br />
1 erläutert, warum die … 3 (II)<br />
2 ordnet die beiden … 4 (II)<br />
3 begründet die vorgenommene … 2 (II)<br />
Summe 2. Aufgabe 56<br />
Summe der 1. und 2. Aufgabe 113<br />
Lösungsqualität<br />
EK ZK DK<br />
Summe insgesamt 113<br />
aus der Punktsumme resultierende Note<br />
Note ggf. unter Absenkung um ein bis zwei Notenpunkte<br />
gemäß § 13 Abs. 2 APO-GOSt<br />
Paraphe<br />
ggf. arithmetisches Mittel der Punktsummen aus EK und ZK: ___________<br />
ggf. arithmetisches Mittel der Notenurteile aus EK und ZK: _____________<br />
Die Klausur wird abschließend mit der Note: ________________________ (____ Punkte) bewertet.<br />
Unterschrift, Datum:<br />
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Grundsätze für die Bewertung (Notenfindung)<br />
Für die Zuordnung der Notenstufen zu den Punktzahlen ist folgende Tabelle zu verwenden:<br />
Note Punkte Erreichte Punktzahl<br />
sehr gut plus 15 113 – 108<br />
sehr gut 14 107 – 102<br />
sehr gut minus 13 101 – 96<br />
gut plus 12 95 – 91<br />
gut 11 90 – 85<br />
gut minus 10 84 – 79<br />
befriedigend plus 9 78 – 74<br />
befriedigend 8 73 – 68<br />
befriedigend minus 7 67 – 63<br />
ausreichend plus 6 62 – 57<br />
ausreichend 5 56 – 51<br />
ausreichend minus 4 50 – 44<br />
mangelhaft plus 3 43 – 37<br />
mangelhaft 2 36 – 30<br />
mangelhaft minus 1 29 – 23<br />
ungenügend 0 22 – 0<br />
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