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2021-05-12T19:52:53Z

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Das '''Hofstadter-Experiment''' (nach [[Robert Hofstadter]], der es 1957 erstmals beschrieb<ref>{{Literatur |Autor=R. Hofstadter |Titel=International Congress on Nuclear Sizes and Density Distributions Held at Stanford University, December 17-19, 1957 |Sammelwerk=[[Reviews of Modern Physics]] |Band=30 |Nummer=2 |Datum=1958-03-01 |Seiten=412–413 |DOI=10.1103/RevModPhys.30.412}}</ref>) ist ein physikalisches Experiment, das neben dem [[Rutherford-Streuung|Rutherfordschen Streuversuch]] wichtige Erkenntnisse über die Beschaffenheit des [[Atomkern]]s liefert.
[[Datei:Hofstadter.svg|mini|Hofstadter-Experiment: Schnelle Elektronen <math>\text{e}^-</math> erzeugen ein Beugungsbild des Atomkerns mit Durchmesser <math>d</math>. Das rechte Diagramm zeigt die [[Strahlungsintensität]] <math>I</math> in Abhängigkeit vom Beugungswinkel <math>\theta</math>]]

Bei dem Experiment am [[Linearbeschleuniger]] in [[Stanford Linear Accelerator Center|Stanford]] wurden [[Elektron]]en mit einer Energie von über 200 [[Elektronenvolt|MeV]] auf den Atomkern geschossen und das [[Beugungsbild]] untersucht.

Als Ergebnis erhielt man für den Atomkernradius <math>R</math> in [[Vorsätze für Maßeinheiten|Femtometer]] (<math>10^{-15} \, \text{m}</math>):

: <math>\begin{alignat}{2}
R \ & = r_0 && \cdot \sqrt[3]{A}\\
\Rightarrow R \ & \approx 1{,}2 \ \text{fm} && \cdot \sqrt[3]{A},
\end{alignat}</math>

wobei <math>A</math> für die [[Massenzahl]] steht.

Dieser Radius ist enthalten in der Formel der [[Ladungsverteilung]] im Kern nach der [[Woods-Saxon-Potential|Wood-Saxon-Formel]] (da Elektronen [[Leptonen]] sind, wirkt die [[Starke Wechselwirkung|Kernkraft]] nicht auf sie):

: <math>\rho(r) = \frac{\rho_0}{1 + \exp{\frac{r - R}{a}}}</math>

wobei
* <math>r</math> der Abstand vom Mittelpunkt des Kerns ist;
* <math>a</math> der Randdickenparameter ist, welcher den [[Dichte]]<nowiki />verlauf der Kernmaterie am Kernrand angibt.

== Literatur ==
* [[Jörn Bleck-Neuhaus]]: ''Elementare Teilchen: Moderne Physik von den Atomen bis zum Standard-Modell''. Springer, Berlin 2010, ISBN 978-3-540-85299-5.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Kernphysik]]
[[Kategorie:Physikalisches Experiment]]

Hofstadter-Experiment - Versionsgeschichte

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