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# Massebestimmung von Protonen und Neutronen

Die Untersuchung der Massen von [[Proton]]en und[[ Neutron]]en, den fundamentalen Bausteinen der Atomkerne, führt zu erstaunlichen Informationen.

## Atomare Masseneinheit

Die **atomare Masseneinheit** (siehe [[Einheiten und Größenordnungen]]), ein zentraler Begriff in der Kernphysik, ist definiert als:

- **Atomare Masseneinheit (u):** $\pu{{1} {u}} \approx \pu{{1.66053906660e-27} {kg}} = \pu{{931.4941024} {mega eV/c^2}}$

Die Massen von Protonen und Neutronen lassen sich in dieser Einheit ausdrücken, was eine vereinfachte Vergleichsbasis bietet.

## Protonenmasse

Durch Ionisierung von Wasserstoff und anschließende $\frac{e}{m}$-Messung ergibt sich die Protonenmasse zu:

- **Protonenmasse:** $\pu{{1.00727647} {u}} = \pu{{938.279} {mega eV/c^2}}$

## Neutronenmasse

Die Masse des Neutrons, eines elektrisch neutralen Teilchens, erfordert komplexere Messmethoden wie Isotopenvergleiche. Die Ergebnisse führen zu:

- **Neutronenmasse:** $\pu{{1.0086650} {u}} = \pu{{939.573} {mega eV/c^2}}$

## Elektronenmasse

Obwohl nicht direkt ein Kernteilchen, spielt die Masse des Elektrons eine Rolle in der Gesamtmasse eines Atoms:

- **Elektronenmasse:** $\pu{{0.000511} {u}} = \pu{{512} {kilo eV/c^2}}$

## Massendiskrepanz und Bindungsenergie

Beim Vergleich der Massen freier Kernteilchen mit denen in Atomen offenbart sich eine Diskrepanz. Diese kann durch *Albert Einsteins* Relativitätstheorie erklärt werden, indem die Bindungsenergie der Kernteilchen berücksichtigt wird:

$$B(Z, N) = (Z m_p + N m_n + Z m_e - m(Z,N)) c^2$$

Dieser Ausdruck ermöglicht die Berechnung der Bindungsenergie eines beliebigen Kerns, indem man die Massen der konstituierenden Protonen, Neutronen und Elektronen ins Verhältnis setzt zur Gesamtmasse des Kerns.



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