Allgemeiner Naturwissenschaften-Thread

Dann ist die Serie wie für dich gemacht. Tom Hanks ist ein großer Fan der Raumfahrt. Er soll jedes Detail kennen. Nach APOLLO 13 hat er die zwölfteilige Serie FROM THE EARTH TO THE MOON produziert. Sie schildert detailliert das Apollo-Programm und ist sehr aufwendig produziert. Man spürt beim Sehen der Serie Tom Hanks große Liebe zur Raumfahrt, zum Apollo-Programm. Fantastische, stimmungsvolle Bilder, in der Tradition vom APOLLO 13, untermalt mit stimmungsvoller Musik. Es gibt keine Serie, die ich als Ganzes öfter gesehen habe. Und Apollo 11 wird nur in einer Folge thematisiert. Buzz Aldrin wird übrigens Bryan Cranston verkörpert. Riesige Empfehlung!
 
Ich hätte die Frage auch im Verschwörungsthread stellen können , aber wir haben hier ja wirklich gute Naturwissenschaftler. Zwei sogar mit Doktortitel. Daher stelle ich die Frage hier.
Was würde ein "Alu-Hut" eigendlich gegen "feindliche Strahlung" nützen ?
Ich habe mal in der Schule gelernt das gegen Strahlung jeweder Art eigendlich nur Blei wirkt.
 
Was würde ein "Alu-Hut" eigendlich gegen "feindliche Strahlung" nützen ?
Ich habe mal in der Schule gelernt das gegen Strahlung jeweder Art eigendlich nur Blei wirkt.

Wenn ich in meinem Physikunterricht ein wenig aufgepasst habe, sollte ein Blatt Papier ionisierende Alpha-Strahlung und Aluminium-Bleche Beta-Strahlung abschirmen können. Gamma-Strahlung durchdringt glaube ich sogar 1-2 cm dicken Bleischutz.

Gegen die 5G-Strahlen hilft das alles natürlich nichts. ;)
 
Wenn ich in meinem Physikunterricht ein wenig aufgepasst habe, sollte ein Blatt Papier ionisierende Alpha-Strahlung und Aluminium-Bleche Beta-Strahlung abschirmen können. Gamma-Strahlung durchdringt glaube ich sogar 1-2 cm dicken Bleischutz.

Gegen die 5G-Strahlen hilft das alles natürlich nichts. ;)

Aber Bleihüte sind verdammt unbequem und extrem schwer und ein HWD Bandscheibenvorfall wäre vorprogrammiert.
 
Ich hätte die Frage auch im Verschwörungsthread stellen können , aber wir haben hier ja wirklich gute Naturwissenschaftler. Zwei sogar mit Doktortitel. Daher stelle ich die Frage hier.
Was würde ein "Alu-Hut" eigendlich gegen "feindliche Strahlung" nützen ?
Ich habe mal in der Schule gelernt das gegen Strahlung jeweder Art eigendlich nur Blei wirkt.
Da wäre zunächst erstmal zu klären, was denn die "feindliche Strahlung" sein soll. Für Röntgenstrahlung zum Beispiel steigt die Absorption aber mit der Ordnungszahl. Aluminium ist daher eher ungeeignet. Ein Stahlhelm wird schon mehr helfen. Dem gemeinen Aluhut-Träger könnte man demnach eine Mütze aus Uran empfehlen.
 
Da wäre zunächst erstmal zu klären, was denn die "feindliche Strahlung" sein soll. Für Röntgenstrahlung zum Beispiel steigt die Absorption aber mit der Ordnungszahl. Aluminium ist daher eher ungeeignet. Ein Stahlhelm wird schon mehr helfen. Dem gemeinen Aluhut-Träger könnte man demnach eine Mütze aus Uran empfehlen.

Aber ist ja auch ziemlich schwer... und wenn man schon rumquakt, wenn man einen Mund-Nase-Schutz tragen muss.
 
Aber ist ja auch ziemlich schwer... und wenn man schon rumquakt, wenn man einen Mund-Nase-Schutz tragen muss.
Och, ich glaube, so mancher Verschwörungstheoretiker hat bestimmt auch einen Stahlhelm in irgend einer Devotionalienkiste rumfliegen.

ein Blatt Papier ionisierende Alpha-Strahlung und Aluminium-Bleche Beta-Strahlung
Ja, da hast du richtig gut aufgepasst.

Vielleicht sollen die Aluhüte auch vor dem Schwitzen schützen. Bei Deos hilft es doch auch.
:zuck:
 
Was würde ein "Alu-Hut" eigendlich gegen "feindliche Strahlung" nützen ?
Ich habe mal in der Schule gelernt das gegen Strahlung jeweder Art eigendlich nur Blei wirkt.

Ich kann zur Beantwortung deiner Frage leider auch nur auf das zurückgreifen, was ich noch vom Abi weiß, vielleicht kann ich aber trotzdem was Nütztlichrs beitragen.
(Ansonsten bitte einfach überlesen, oder ausbessern für den Fall, dass ich was durcheinander bringe)

Das, was gegen die Strahlung abschirmt, ist die Materie. Je dichter die Materie, desto besser die Abschirmung.
Aus diesem Grund wird als wirksamer Strahlenschutz üblicherweise auch ein dichtes Material wie Blei verwendet.
Aluminium hingegen ist ein Leichtmetall.
Um zu verstehen, woher dieser Unterschied rührt, kann man sich den grundsätzlichen Aufbau eines Atoms vor Augen führen, das - so komisch es auch klingen mag - zum größten Teil aus Nichts besteht.
Das kommt daher, dass sich die gesamte Masse des Atoms im Kern konzentriert, welcher aber umgeben ist von (nahezu) massenlosen Elektronen, deren negative Ladung sie voneinander abstößt und somit einen großen leeren Raum erschafft, der von Strahlung quasi barrierefrei passiert werden kann.

Da Strahlung also vor allem vom massereichen Atomkern abgeblockt wird, welcher bei Aluminium aber verhältnismäßig klein und leicht ist, was wiederum eine verhältnismäßig große leere Atomhülle bedingt, penetriert kurzwellige (energiereiche) Strahlung wie Röntgen- oder Gammastrahlung eine Aluminiumfolie nahezu ungehindert. Sie stößt im Aluminiumatom nun mal auf deutlich weniger Hindernis als in einem so dichten und schweren Atom wie Blei.

Was genau so ein Alu-Hut gegen gefährliche Strahlung nützt, dürfte also eher eine kosmetische denn praktische Frage sein. Vielleicht finde sie diesen Kopfschmuck ja einfach nur totschick? :kaw:
 
Ich habe mal in der Schule gelernt das gegen Strahlung jeweder Art eigendlich nur Blei wirkt.

Es gibt im wesentlichen drei verschiedene "Sorten" von ionisierender Strahlung, die Steven auch bereits beim Namen genannt hat. Dazu muss man dann aber doch noch etwas weiter ausholen. Man kann das nicht erklären, ohne auch ein wenig auf die Art der Teilchen einzugehen, die hinter den Strahlungsarten stecken.

Zunächst ist das mal der Alpha-Strahler, der eigentlich nur ein zerfallender Stoff ist, welcher einen Helium-Kern (also 2 Protonen und 1 bis 2 Neutronen) auf die Reise mit hoher Geschwindigkeit schickt. So ein Kern ist vergleichsweise schwer und hat eine große Masse. Das bedeutet, dass er eine hohe kinetische Energie hat, die beim Aufprall sofort mit anderer Materie wechselwirkt. Man sagt zwar, dass bereits ein Blatt Papier ausreicht, um Alphastrahlung aufzuhalten, aber das ist eben nur die halbe Wahrheit und es erweckt ein imho eher fragwürdiges Sicherheitsgefühl. Alphastrahlung richtet erheblichen Schaden an Zellen und Organen an und ist ganz besonders bei der Inkorporation, also z.B. beim Einatmen oder Verschlucken lebensgefährlich. Dieser Effekt war es hauptsächlich, der zum Tode von Alexander Litwinenko geführt hat, als dieser mit Polonium 210 vergiftet wurde. Hier gibt es dazu noch weitere Details.

Dann gibt es da noch den Beta-Strahler, der Elektronen bzw. dessen Antiteilchen, das Positron, verschießt. Ein Elektron hat im Vergleich zu einem Heliumkern deutlich weniger Masse, Volumen und kann daher deutlich weniger wahrscheinlich mit anderer Materie wechselwirken. Daraus resultiert eine deutlich größere Eindringtiefe von einigen Zentimetern in organisches Material. Hier ist dann tatsächlich die Alufolie oder ein anderes Metall ausreichend, um diese Strahlung quasi einzufangen, wobei allerdings andere Energie frei wird, namentlich elektromagnetische Sekundärstrahlung, wie Röntgenstrahlung oder Photonen. Diesen Effekt hat man sich bei den alten Röhrenfernsehern und Oszilloskopen (das zugrundeliegende Prinzip ist die sog. Braunsche Röhre) zunutze gemacht, um einen magnetisch abgelenkten Elektronenstrahl auf einem Bildschirm gezielt auszurichten und einen ganz kleinen Teil davon zum Leuchten zu bringen. Es hatte daher durchaus seinen Grund, warum man früher als Kind sein Gesicht nicht auf den Fernseher drücken sollte, auch wenn man das wohl eher Stunden- bis Tagelang hätte machen müssen, um wirklich Schäden davon zutragen.

Die dritte Kategorie ist dann der Gamma-Strahler, bei dem ein Stoff beim Zerfall (und auch bei der Fusion) Photonen aussendet. Und es handelt sich hierbei um ein ganz besonderes Teilchen, welches anders, als Heliumkerne oder Elektronen/Positronen kein Teilchen im klassischen Sinne ist, sondern auch Wellencharakter besitzt. D.h. Photonen sind immer mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs, weil diese nun mal Licht sind. Photonen legen somit seltsame Verhaltensweisen an den Tag, unter anderem können sie mit hoher Wahrscheinlichkeit Materie ohne Wechselwirkung durchdringen. Direkt ersichtlich ist dies, wenn man quasi mit geschlossenen Augen die Sonne anschaut: Da durchdringt immer noch sichtbares Licht die Augenlider. Außerdem wird das Gesicht sofort warm, was an der Infrarotstrahlung der Sonne liegt. Und wenn man das zwanzig Minuten lang gemacht hat, hat man einen Sonnenbrand, was an der UV-Strahlung der Sonne liegt.
Ein Photon hat demnach also einen ganz bestimmten Energiegehalt, der von der Schwingfrequenz (oder eben der Wellenlänge) abhängig ist. Der vom Menschen direkt erfahrbare Bereich erstreckt sich wie oben erläutert vom Infrarotbereich bis zum ultravioletten Bereich. Eine andere Farbe bedeutet also automatisch auch eine andere Frequenz, die so eine Welle hat. Unterhalb des sichtbaren Lichtspektrums kommen dann Radar-, Mikrowellen- und Wechselstrombereich, darüber der Röntgen- und Gammabereich. Auch diese Bereiche sind uns aus dem Alltag bekannt, mindestens als Radio- bzw. Rundfunkempfang oder lokal deutlich begrenzt als WLAN. All dem gemein ist, dass diese Strahlung mehr oder weniger unbeeindruckt von Wänden und Türen ist, Materie also quasi für elektromagnetische Strahlung in großen Teilen transparent ist. Im Regelfall fliegen Photonen also an buchstäblich durch Atome hindurch ohne was anzurichten.
ABER: Wie beim Sonnenbad gibt es zwei wesentliche Faktoren die hier in erster Linie entscheidend sind, nämlich erstens die Zeit, die man sich einer solchen Strahlung aussetzt und zweitens die Menge, die ein Gamma-Strahler an Photonen überhaupt aussendet. Und um nochmal auf das Spektrum zurückzukommen: Auch ein normaler Radiosender kann abhängig von Zeit und Intensität irgendwann gefährlich sein. So ist es durchaus möglich, ne Packung roher Eier durch den Mikrowellenbeschuss einer militärischen Radaranlage irgendwann hartzukochen. Das ist aber halt keine ionisierende Strahlung, wie bei der Gamma-Strahlung.
 
Alufolie dürfte als Leiter höchstens gegen elektromagnetische Strahlung im MHz bis GHz Bereich (Mobilfunk, W-LAN...), sprich Elektrosmog, schützen.


Wir verwenden bei unseren empfindlichen Messgeräten meist Kupfer- oder Alufolie zur Abschirmung gegen Störsignale.

Wahrscheinlich wäre was das betrifft aufgrund der besseren Leitfähigkeit ein Kupferhut sogar wirksamer als ein Aluhut. ;)
 
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Die dritte Kategorie ist dann der Gamma-Strahler, bei dem ein Stoff beim Zerfall (und auch bei der Fusion) Photonen aussendet. Und es handelt sich hierbei um ein ganz besonderes Teilchen, welches anders, als Heliumkerne oder Elektronen/Positronen kein Teilchen im klassischen Sinne ist, sondern auch Wellencharakter besitzt.

Wurde mittlerweile nicht auch für Elektronen und andere bewegte Materieteilchen Wellencharakter nachgewiesen?
Ich denke gerade an die Wellentheorie von de Broglie.
Es kommt wohl drauf an, wie klein die Betrachtungsgröße gemacht wird, ob ein Mikroobjekt noch als klassisches Teilchen betrachtet werden kann, oder schon als Quantenobjekt beschrieben werden muss.
De Broglies Wellentheorie geht sogar davon aus, dass jedes bewegte Teilchen auch eine Wellenlänge hat.
Die Formel zur Beziehung zwischen Frequenz der Welle und Energie des Teilchens hab ich nicht im Kopf.
Ich erinnere mich aber an die Erwähnung sogenannter "Beugungsversuche" an einem Gitter, oder Spalt, deren Öffnungsbreite so klein gewählt werden muss, dass sie nur unwesentlich größer ist als die Wellenlänge der beschleunigten Teilchen, damit typische Welleneigenschaften sichtbar werden wie Beugung und Interferenz.

Ich wollte jetzt aber nicht deinen wesentlichen Aussagen zum Sonderstatus des Photons widersprechen - die sind sicherlich korrekt.
Vielmehr finde ich das Thema einfach nur sehr spannend und dank deiner interessanten Ausführungen ist mir gerade bewusst geworden, dass ich vieles entweder schon wieder vergessen, oder auch gar nie gewusst habe. Und das regt erfreulicherweise zur näheren Auseinandersetzung damit an. Obwohl ich nicht der eigentliche Fragesteller war, möchte ich daher ebenfalls Danke sagen für deine ausführliche Antwort :)
 
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Wie bereits gesagt: Für Hitzköpfe, gegen Schwitzköpfe.
Der wesentliche Vorteil dieses Materials wird wohl sein, dass es billig und leicht verfügbar ist sowie kein handwerkliches Geschick erfordert, aus der Folie einen Hut zu basteln.


Wurde mittlerweile nicht auch für Elektronen und andere bewegte Materieteilchen Wellencharakter nachgewiesen?
Ich denke gerade an die Wellentheorie von de Broglie.
Es kommt wohl drauf an, wie klein die Betrachtungsgröße gemacht wird, ob ein Mikroobjekt noch als klassisches Teilchen betrachtet werden kann, oder schon als Quantenobjekt beschrieben werden muss.
De Broglies Wellentheorie geht sogar davon aus, dass jedes bewegte Teilchen auch eine Wellenlänge hat.
Das stimmt. Im Alltag spielt das nur deshalb keine Rolle, weil die extrem großen Massen zu sehr kleinen Wellenlängen führen. Sonst würde das auf der Autobahn ziemlich lustig aussehen. :D

Das, was gegen die Strahlung abschirmt, ist die Materie. Je dichter die Materie, desto besser die Abschirmung.
Aus diesem Grund wird als wirksamer Strahlenschutz üblicherweise auch ein dichtes Material wie Blei verwendet.
Aluminium hingegen ist ein Leichtmetall.
Um zu verstehen, woher dieser Unterschied rührt, kann man sich den grundsätzlichen Aufbau eines Atoms vor Augen führen, das - so komisch es auch klingen mag - zum größten Teil aus Nichts besteht.
Das kommt daher, dass sich die gesamte Masse des Atoms im Kern konzentriert, welcher aber umgeben ist von (nahezu) massenlosen Elektronen, deren negative Ladung sie voneinander abstößt und somit einen großen leeren Raum erschafft, der von Strahlung quasi barrierefrei passiert werden kann.

Da Strahlung also vor allem vom massereichen Atomkern abgeblockt wird, welcher bei Aluminium aber verhältnismäßig klein und leicht ist, was wiederum eine verhältnismäßig große leere Atomhülle bedingt, penetriert kurzwellige (energiereiche) Strahlung wie Röntgen- oder Gammastrahlung eine Aluminiumfolie nahezu ungehindert. Sie stößt im Aluminiumatom nun mal auf deutlich weniger Hindernis als in einem so dichten und schweren Atom wie Blei.

Das ist so nicht ganz richtig. Teilweise gehst du selbst später nochmal darauf ein:

Ich erinnere mich aber an die Erwähnung sogenannter "Beugungsversuche" an einem Gitter, oder Spalt, deren Öffnungsbreite so klein gewählt werden muss, dass sie nur unwesentlich größer ist als die Wellenlänge der beschleunigten Teilchen, damit typische Welleneigenschaften sichtbar werden wie Beugung und Interferenz.
Damit elektromagnetische Strahlung mit Materie wechselwirken kann, muss diese irgendwas mit der gleichen Wellenlänge oder Energie anbieten. Das kann aber nur die Elektronenhülle. Ob und welche Wechselwirkung mit einem Photon bestimmter Wellenlänge statt findet, hängt von der elektronischen Struktur des Stoffs ab.

Ein Beispiel: Bei Metallen überlappen sich Valenz- und Leitungsband, was die Reflexion von sichtbarem Licht ermöglicht und zu dem typischen Glanz der Metalle führt. Isolatoren wie bspw. Salz haben eine so große Energielücke zwischen den Bändern, dass die Energie der Photonen sichtbaren Lichts diese einfach nicht überwinden kann. Deshalb findet keine Wechselwirkung statt und das Material wird durchlässig für sichtbares Licht. Salz ist deshalb transparent.
 
@Eli Vanto
Auch dir ein Dankeschön für die genauere Erklärung...(das hat man wohl davon, wenn man zuvor um eine mögliche "Verbesserung" sogar explizit bittet :D )

Trotzdem möchte ich kurz anmerken, dass ich mich um eine betont vereinfachte Darstellung bemüht hatte, die auch gar nicht den Anspruch erfüllen sollte, wissenschaftlichen Maßstäben zu genügen.
In der Schule wird das Rutherford'sche Streuexperiment nämlich auf ganz ähnliche Weise veranschaulicht.
Mir ist jetzt aber auch klar, dass sich dieses Modell nicht für das Verhalten sämtlicher Strahlungsarten eignet, weil dort je nach Typ noch ganz andere Eigenschaften der beteiligten Stoffe eine Rolle spielen, auf die ich überhaupt nicht eingegangen bin.

Welche Bedeutung die Elektronenhülle für das chemische Verhalten der Atome und insbesondere deren Reaktivität hat, ist mir aber durchaus bewusst!
(Und das kann ich gar nicht genug betonen, da mir meine Chemie-Professorin andernfalls noch nachträglich ein Nicht Genügend um die Ohren hauen würde... :kaw: )
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:
das hat man wohl davon, wenn man zuvor um eine mögliche "Verbesserung" sogar explizit bittet)
Ja, da bist du selbst schuld. :D

Trotzdem möchte ich kurz anmerken, dass ich mich um eine betont vereinfachte Darstellung bemüht hatte, die auch gar nicht den Anspruch erfüllen sollte, wissenschaftlichen Maßstäben zu genügen.
Das dachte ich mir schon :)


In der Schule wird das Rutherford'sche Streuexperiment nämlich auf ganz ähnliche Weise veranschaulicht.
Mir ist jetzt aber auch klar, dass sich dieses Modell nicht für das Verhalten sämtlicher Strahlungsarten eignet, weil dort je nach Typ noch ganz andere Eigenschaften der beteiligten Stoffe eine Rolle spielen, auf die ich überhaupt nicht eingegangen bin.
Beim Rutherford'schen Streuexperiment sind meines Wissens nach ausschließlich Alpha-Strahlung, also beschleunigte Kerne des Helium-Atoms, eingesetzt worden. Diese sind geladen und haben eine riesige Masse. Daher ist deren Wechselwirkung mit Materie nicht ohne weiteres auf elektromagnetische Strahlung übertragbar. Aber du hast Rest, mit diesen Experimenten konnte das oben von dir beschriebene Atommodell bewiesen werden.
 
Ja, da bist du selbst schuld. :D

Glücklicherweise ist mir Wissenserwerb sehr viel wichtiger als das Befriedigen meiner Eitelkeit :kaw:

Beim Rutherford'schen Streuexperiment sind meines Wissens nach ausschließlich Alpha-Strahlung, also beschleunigte Kerne des Helium-Atoms, eingesetzt worden. Diese sind geladen und haben eine riesige Masse. Daher ist deren Wechselwirkung mit Materie nicht ohne weiteres auf elektromagnetische Strahlung übertragbar.

Ja, das war mein Fehler.

Aber du hast Rest, mit diesen Experimenten konnte das oben von dir beschriebene Atommodell bewiesen werden.

Da kann ich Ihnen nur zustimmen, Herr Professor! ;) :D
 
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