-
In der klassischen Physik kennt man Wellen und Teilchen, und deren Unterscheidung. Mittels des sogenannten Doppelspaltversuchs wird jedoch Teilchen in Form von Elektronen ein Wellencharakter nachgewiesen der nicht zu erklären scheint.
Doppelspaltversuch: Man nimmt eine Maschine mit der man abwechselnd makroskopische Teilchen, sagen wir Tennisbälle, auf eine Mauer mit 2 Spalten schießt. Man schließt abwechselnd den einen, dann den anderen Spal ...
mehr
-
Um den Ort eines Objekts zu bestimmen beobachtet man dieses im einfachsten Fall mit dem freien Auge. Kleinere Dinge kann man mittels eines Mikroskops betrachten und noch kleinere mittels eines Rasterelektronenmikroskops. Dabei spielt die Auflösung der zur Betrachtung benutzten Methode und die Größe des zu betrachtenden Objekts eine Rolle. Je kleiner die Dinge sind, umso kürzer muss die Wellenlänge des Teilchens sein mit dem es betrachtet wird. ...
mehr
-
Die Idee, dass die Materie aus Atomen aufgebaut ist, gab es schon im antiken Griechenland.
Rutherford bewies als erster die Existenz von Atomen anhand seines Streuversuches. Er erkannt, dass diese aus einem massereichen, elektrisch positivem Atomkern des Durchmessers 10 ^-14 m und Elektronen, die sich auf Ellipsenbahnen um den Kern bewegen, bestehen.
In dem von Bohr beschriebenen Atommodell strahlen die Elektronen dann nicht, wenn ihr Drehim ...
mehr
-
Man unterscheidet zwischen 4 verschiedenen Kräften. Sie alle besitzen einen Proportionalitätsfaktor, der angibt wie stark sie im Verhältnis zu den anderen Kräften zwischen den Teilchen koppeln.
1. Elektromagnetische Wechselwirkung: Sie wird durch Photonen vermittelt. Sie haben keine Ruhemasse und können daher mit beliebig kleinen Energien vorkommen. Die Reichweite ist daher unendlich. Die Kopplung beträgt 1/137. Die E-M WW wirkt nur zwisch ...
mehr
-
Die gesamte Materie des Universum ist aus Elementarteilchen aufgebaut.
Sie werden mit dem Überbegriff Fermionen bezeichnet.
Zum einen gibt es die Hadronen. Sie bilden die Atomkerne und unterliegen der Starken Kraft und werden in Mesonen mit ganzzahligem Spin und Baryonen mit halbzahligem Spin unterteilt. Zu den Baryonen zählen die Protonen und Neutronen die die uns vertraute Materie bilden. Es gibt auch Hyperonen die aber nur in Bereichen h ...
mehr
-
Diese Elementarteilchen formen zusammen viele verschiedene Elemente die im Periodensystem zusammengefasst sind. Ausschlaggebend für ein Element ist seine Kernladungszahl. Alle Elemente der Kernladungszahlen 1- ca. 115 haben ihren eigenen Namen, Gewicht, Masse, Schmelzpunkt,....
Atome mit gleicher Anzahl von Protonen aber unterschiedlicher Anzahl von Neutronen im Kern werden Isotope genannt, sie sind aber die gleichen Elemente, da sie die gleic ...
mehr
-
Radioaktivität ist das Resultat von Veränderungen der Atomkerne oder der Nukleonen. Der Grund dafür ist die Instabilität von Atomen mit schweren Kernen oder das gezielte Spalten von Atomkernen. Je mehr Nukleonen ein Kern besitzt, umso höher ist dessen Bindungsenergie. Wird die Bindungsenergie zu hoch kann der Kern nach einer bestimmten Wahrscheinlichkeit zerfallen. Diese Wahrscheinlichkeit ist element- und isotopspezifisch und kann durch keinen ...
mehr
-
Bei der Kernspaltung bedient man sich der hohen Bindungsenergie von schweren Elementen. Man beschießt vorzugsweise Uran 238 mit Neutronen und spaltet dieses in 2 neue, leichtere Elemente. Dabei wird die Differenz der Bindungsenergie des zu spaltenden Atoms und der der Spaltprodukte frei. Weiters werden 3 Neutronen frei, die ihrerseits weitere schwere Kerne spalten. Eine Kettenreaktion entsteht und es können je nach Masse des Spaltmaterials unge ...
mehr
-
Sie sind die masselosen Teilchen die die Elektromagnetische Kraft übertragen. Da sie keine Ruhemasse besitzen, können sie beliebig energiereich sein. Je höher die Frequenz der Photonen, desto höher ihre Energie: E=h*f und desto kürzer die Wellenlänge: f*=c c....Lichtgeschwindigkeit. Photonen können je nach Wellenlänge Radiowellen, Mikrowellen, sichtbares Licht, Röntgenstrahlen, UV-Strahlen, Gammastrahlen,... sein. Nichts bewegt sich s ...
mehr
-
Werden Metallplatten mit Photonen im Wellenbereich der UV-Strahlung bestrahlt, so lösen sich Elektronen heraus.
Die Anzahl der abgelösten Ladungsträger hängt davon ab, wie Intensiv die Metallplatte bestrahlt wird, solange das Licht eine bestimmte Mindestfrequenz übersteigt. Albert Einstein deutete dies so: Photonen haben ihrer Frequenz entsprechend viel Energie. Hat ein Photon genug Energie, die es auf ein Elektron übertragen kann, so bewirkt ...
mehr
-
Einführung:
In der klassischen Physik wird jede Bewegung durch die Kräfte, die sie steuern, bestimmt. Sobald wir die Anfangsbedingungen eines Objekts, also Position und Geschwindigkeit kennen, können wir mit Hilfe der Newtonschen Bewegungsgleichungen den exakten Bahnverlauf vorhersagen.
Bei einem Elektron oder anderen Quantenobjekten können wir Ort und Geschwindigkeit nicht genau bestimmen. Wir können also nur von Wahrscheinlichkeiten sprec ...
mehr
-
Jeder Meßvorgang erfordert entsprechende Hilfsmittel, die im Einklang mit den Naturgesetzen in zweckmäßiger Weise angeordnet sein müssen. So braucht man in der klassischen Physik Fernrohre und angeschlossene Registriergeräte, um die Bewegung der Planeten um die Sonne zu beobachten. Allein mit Meßgeräten läßt sich aber der Beobachtungsvorgang nicht durchführen. Man braucht dazu vor allem noch Licht, also Photonen, die als Träger der Information ...
mehr
-
Man kann bei vielen quantenphysikalischen Experimenten erstaunliche, nicht in unsere gewohnte Alltagswelt passende Phänomene beobachten. Man weiß jedoch oft nicht, wie diese Beobachtungen zu deuten sind, bzw. was sie über das System aussagen.
Zu diesem Zweck wurde von Europas führenden Quantenphysikern ein Interpretationsmodell entwickelt, das aus einem Satz bestimmter Vorschriften, wie und wann die neue Theorie anzuwenden ist.
Da ihre Sch ...
mehr
-
Einführung:
Die Quantenphysik erscheint oft als theoretisches, sehr kompliziertes Grundlagenmodell, das nicht in die Alltagswelt übertragbar ist, und daher der Menschheit keinen nützlichen Vorteil bringt.
Diese Erscheinung hat jedoch ein Ende, sobald sich konkrete Anwendungsmöglichkeiten abzeichnen.
Eine dieser faszinierenden Anwendungs-möglichkeiten ist der Quantencomputer.
Geht die Miniaturisierung bei Computerchips weiter wie bisher, so ...
mehr
-
Die Quantentheorie ist allgemein die Bezeichnung für die Theorie über mikrophysikalische Phänomene. Kernaussage der Quantentheorie ist, dass Vorgänge in der Natur nicht kontinuierlich sondern sprunghaft erfolgen. Ferner sind diese Vorgänge nicht beliebig genau vorhersagbar, sondern es sind nur Aussagen über die Wahrscheinlichkeit des Eintretens gewisser Ereignisse möglich. Diese Quantisierung tritt jedoch erst bei der Beobachtung molekularer, ...
mehr
-
Physiker
*27.März1845in(Remscheid-)Lennep geboren
† 10. Februar 1923 in München
Das Bild wurde uns freundlicherweise vom DeutschenRöntgenmuseum in Remscheid zur Verfügung gestellt.
Als Wilhelm Conrad Röntgen die nach ihm benannten Strahlen entdeckte und auch gleich ihre möglichen Anwendungen erprobte, begann ein neues medizinisches Zeitalter: Seit über 100 Jahren ist \"Röntgen\" in Form der \"Röntgendurchleuchtung\" und \"Röntgenaufnahme\" di ...
mehr
-
Otto Hahn wurde am 8.3.1879 in Frankfurt am Main geboren. Nach seinem Studium der Chemie in Marburg entdeckte er während seiner Zusammenarbeit mit den Wissenschaftlern Sir William Ramsey und Ernest Rutherford verschiedene Elemente.
1906 kam er in das Kaiser-Wilhelm-Institut in Berlin, um sich seinen Forschungen zum Thema \"Radioaktivität\" zu widmen.
Am 19.12.1938 gelingt Hahn mit seinem Assistenten Fritz Straßmann zufällig die ...
mehr
-
Das Wort Atom stammt aus dem Griechischen und bedeutet “unteilbar”. Atome sind als die kleinsten, mit chemischen Mitteln nicht weiter spaltbaren Teilchen die kleinsten Bausteine der chemischen Elemente. Der Kern eines Atoms ist nicht immer stabil, manche können Teilchen verlieren oder Energie ab strahlen. Diesen Vorgang bezeichnet man als Zerfall, die Eigenschaft heißt Radioaktivität.
...
mehr
-
1896: Die Radioaktivität wurde von Henry Becquerel beim Uran beobachtet
1898: Das Ehepaar Curie entdeckte die radioaktiven Elemente Polonium und Radium
Viele der bedeutenden Physiker, die mit Radioaktivität zutun hatten, sind an den Folgen der Radioaktivität gestorben, zum Beispiel durch Selbstversuche. Trotz alledem haben sie darauf beharrt, daß Radioaktivität keine Schäden hinterläßt (vgl. Kapitel 2).
Damals hat man radioaktive Stoff ...
mehr
-
Trifft Strahlung auf Widerstand, wird sie geschwächt, die Teilchen werden gebremst und von den Atomen, auf die sie treffen, aufgenommen. Die Energie der Strahlung wird dabei auf das Material übertragen, handelt es sich zum Beispiel um Blei oder Wasser, wird dies ein wenig wärmer, ist es die Haut oder die Lunge eines Menschen, werden dadurch Zellen beschädigt.
-Strahlung:
Dies ist eine Teilchenstrahlung, die aus positiv geladenen Hel ...
mehr
