Der englische Physiker Lord Ernest Rutherford beschoss im Jahre 1910 eine sehr dünne Goldfolie mit Alphastrahlen aus einem radioaktiven Präparat und kam dabei zu einem erstaunlichen Ergebnis: Die meisten Alphateilchen passierten die 2000-4000 Atome dicke Goldfolie völlig ungehindert. Nur einige wenige wurden abgelenkt oder reflektiert. Rutherford schloss daraus, dass Atome aus einem kleinen positiv geladenen Kern bestehen, der praktisch die ganze Masse des Atoms in sich vereinigt, während die grosse Hülle des Atoms praktisch massefrei sein muss und daher für Strahlen kein Hindernis darstellt. Der Radius des Atomkerns ist etwa 100’000mal kleiner als der des gesamten Atoms.
Bei diesem Cache sollt ihr auch Atome mit Teilchenstrahlen beschiessen. Aber keine Sorge, es genügen dafür Papier und Buntstifte, auf einen Geigerzähler und auf radioaktive Präparate haben wir verzichtet. ;-)
Spielregeln:
- Trifft ein Teilchenstrahl frontal auf einen Atomkern, so wird er absorbiert. Dies wird mit einer grauen Zahl am Austrittsort des Teilchenstrahls gekennzeichnet. (siehe Beispielfeld unten)
- Trifft ein Teilchenstrahl auf die Ecke eines mit einem Atomkern belegten Feldes, so wird er rechtwinklig von dem Atomkern weg abgelenkt.
- Eingangs- und Ausgangsstandort eines Teilchenstrahls werden jeweils mit derselben Farbe gekennzeichnet.
- Die Lage eines Atomkerns wird mit den Zahlen am Rande der entsprechenden Zeile und Spalte definiert.
Beispiel:
10-->X (Strahl von 10 aus wird absorbiert. „X“ bedeutet „absorbiert“)
6-->32 (Strahl von 6 aus wird abgelenkt und landet bei 32)
30-->X (Strahl von 30 wird zuerst abgelenkt und dann absorbiert)
20-->21 (Strahl von 20 wird zweimal abgelenkt und landet bei 21)
Beispielfeld zur Erläuterung der Spielregeln:
Der Atomkern im blauen Fadenkreuz liegt in der Zeile 6/19 und in der Spalte 14/27. Uns interessiert später jeweils nur die kleinste dieser Zahlen, also hier die 6!
Nun zur konkreten Aufgabe:
In der Aufgabe auf dem folgenden Feld fehlen die vier Atomkerne. Diese musst du aufgrund der angegebenen Ein- und Austrittsorte der Teilchenstrahlen nun selber setzen:
2-->X
5-->29
7-->11
8-->17
13-->14
16-->18
20-->25
21-->X
22-->27
28-->X
Druckvorlage für die Startaufgabe
Bestimme nun die Lage der vier Atomkerne wie im Beispiel angegeben. Notiere jeweils die kleinste Zahl von Spalte/ Zeile.
Du erhältst auf diese Weise vier Zahlen, für jeden Atomkern eine.
Ordne die so gewonnen vier Zahlen der Grösse nach: Niedrigste Zahl=A, zweitniedrigste Zahl=B, zweithöchste Zahl=C, höchste Zahl=D (es können auch zwei Zahlen gleich hoch sein.)
A= _____; B= ____; C= ____; D= ____
Nun geht’s los ins Gelände. An 10 Standorten findest du je einen Hinweis im Format „Zahl-->Zahl“ oder „Zahl-->X“, also genau so, wie du es von der Startaufgabe gewohnt bist. Jeweils die rote Zahl an jedem Standort dient dir ausserdem zum Ermitteln des nächsten Hinweisstandortes.
Drucke dir das leere Feld aus und trage unterwegs die Start- und Zielfelder der Teilchenstrahlen ein. (Farbstifte nicht vergessen!!)
Wenn du alles richtig gemacht hast, solltest du auch im zweiten Feld vier Atomkerne eindeutig setzen können. Zum Ermitteln der Zahlen E, F, G, H für die Endkoordinaten verfährst du genau gleich wie in der Startaufgabe zum Ermitteln von A, B, C und D.
Druckvorlage für die Aufgabe unterwegs:
E= ____; F= ____; G= ____; H= ____
Koordinaten der Hinweisstandorte:
Standort 1:
47°08.BB7
007°2;D-A.AC0
Standort 2:
47°08.(rote Zahl minus 1);44
007°24.(rote Zahl minus 3);65
Standort 3:
47°08.(rote Zahl minus 4);33
007°23.(rote Zahl plus 3);86
Standort 4:
47°07.(rote Zahl plus 2);22
007°23.(rote Zahl minus 2);19
Standort 5:
47°08.0;(rote Zahl minus 1);2
007°23.(rote Zahl minus 3);03
Standort 6:
47°08.1;(rote Zahl minus 7);7
007°23.(rote Zahl minus 6);34
Standort 7:
47°08.(rote Zahl minus 12);65
007°23.(rote Zahl minus 10);07
Standort 8:
47°08.(1/8 von der roten Zahl);71
007°23.(rote Zahl minus10);65
Standort 9:
47°08.(rote Zahl minus 16);14
007°23.(rote Zahl minus 11);90
Standort 10:
47°08.(rote Zahl minus 20);94
007°24.(rote Zahl minus 22);29
Final:
47°08.G;E;G
007°24.E;F+G;H