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Einleitung
Teilgebiete der Physik
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Wie wir uns Atome vorstellen?
Elektronenhülle
- Elektronen in einer Gesamtschale
Ein-Elektronen-System
- Das einfachste Atom
Woher wir unser Atombild haben:
Periodizität der chemischen
Eigenschaften
Demokrit
- Atomismus als Idee
Dalton
- Gesetz der multiplen Proportionen
Thomson
- Elektronen im Atom
Dynamidenmodell
- Modell von Philipp Lenard
Rutherford
- Kompakter Kern
Bohr
- Elektronen auf diskreten Bahnen
Schalenmodell
- Das Atom als Zwiebel
Orbitalmodell
- Aufenthaltsbereiche der Elektronen
-s-Orbital
- kein Drehimpuls
-p-Orbitale
- ein Drehimpuls-Quant
-d-Orbitale
- zwei Drehimpuls-Quanten
-f-Orbitale
- drei Drehimpuls-Quanten
-weitere Orbitale
-Hybridorbitale
- Mischung verschiedener Orbitale
-Vergleiche ringförmiger und
keulenförmiger Orbitale.
Rydbergatome
- fast schon klassische Physik
Valenzbindungen
- Die äußeren Elektronen
kovalente Bindung
- Molekülorbitale
ionische Bindung
- Vollständige Übergabe von Elektronen.
metallische Bindung
- freie Elektronen bringen Leitfähigkeit.
van der Waals Bindung
- im Gleichtakt schwingende Elektronen.
Regelmäßigkeiten im atomaren Aufbau
Wasserstoff -
Das einfachste Element.
Helium -
Das zweite Element, ein Edelgas.
Edelgase -
Bindungsscheue Gasatome.
Alkalimetalle -
nur ein Valenzelektron.
optische Spektroskopie - Lichtzerlegung
Photoelektronenspektroskopie - Herausgeschlagene Elektronen
schwarze Körper - Plancks erster Schritt zur Wärmestrahlung
Schrödingergleichung -
Teilchen als Wellenfunktionen
- HΨ=EΨ -
die Formel erklärt
Kopenhagener Deutung -
Statistische Interpretation der Wellenfunktion
Unschärferelation -
Heisenbergs Prinzip unscharfer Messgrößen.
Nichtlokalität -
Verteilte Teilchen
Überlagerung von Wellen -
Wellenpakete
viele Teilchen -
Symmetrische und antisymmetrische Wellenfunktionen
Lokalität - räumlich begrenzte Objekte
Charakteristische Größen der Elementarteilchen:
Spin -
die Eigenrotation der Quantenteilchen
Eigenschaften der Teilchenbewegung:
Drehimpuls -
Ein Maß für die Drehung
Ununterscheidbarkeit
- Vertauschungen in der Quantenwelt
Pauli-Prinzip
- Das Ausschließungsprinzip
Verschränkte Zustände
- Zwei oder mehr Teilchen in einem Zustand.
Fermigas
- Durchs Pauli-Prinzip beschränkte Teilchen.
Bose-Einstein-Kondensat
- Atom-Laser
Symmetrie bei Vertauschung - bosonisch und fermionisch
über die Elementarteilchen.
Atome sind es nicht
Teilchen, die niemals frei vorkommen.
Aus ihnen bestehen die
Hadronen:
Baryonen aus je drei Quarks
- Protonen - geladene Kernteilchen
- Neutronen - neutrale Kernteilchen
Mesonen - Quark - Antiquark Paare
- Pionen - leichte Mesonen
- Kaonen - seltsame Mesonen
Elektronen
- Teilchen des elektrischen Stromes
Positronen
- Antiteilchen der Elektronen
Myonen
- Schwere Elektronen
Neutrinos
- die kleinen und die leichten
Überträger von Kräften:
Photonen
- Lichtteilchen
w- und z-Bosonen
- schwache Kernkraft
Gluonen
- starke Kernkraft
Gravitonen
- Schwerkraft
Wie man Kräfte überträgt
Gegensatz: Fermionen
Spiegelbilder der Teilchen
Reine Theorie
starke Kernkraft
- hält Atomkerne zusammen
schwache Kernkraft
- lässt Neutronen zerfallen
Alpha-Strahlung
- Emission von Heliumkernen
Beta-Strahlung
- Elektronen und Neutrinos aus dem Atomkern
Beta-plus-Zerfall
- Ein Antiteilchen entsteht
K-Einfang
- Der Atomkern fängt ein Elektron
Gamma-Strahlung
- Lichtblitze aus dem Atomkern
Kernmodelle
- Wie man sich Atomkerne vorstellt
Protonen- und Massenzahl
- Anzahl der Teilchen im Atomkern
Isotope und Isobare
- Unterschiede und Gemeinsamkeiten der Kerne
Massendefekt
- Fehlende Masse wegen starker Bindung
Nukleonen
- Teilchen der Atomkerns
elektrisch
- Anziehung geladener Körper
magnetisch
- Ausrichtung der Kompassnadel
Gravitation
- Die Gewichtskraft
Masse -
Trägheit, Gewicht und Energie
Ladung -
elektrische Anziehung
Energie -
Das Ergebnis der Arbeit
- kinetische Energie - Bewegungsenergie
- potenzielle Energie
- Energie der Position
- potentielle Energie - rechtschreibkonforme Version
- Wärme
- thermische Energie
- Energieerhaltung und Zeitsymmetrie
Impuls -
Eine gerichtete Bewegungsgröße
- Impulserhaltung und Raumsymmetrie
Feststoff
- Kristalle und amorphe Festkörper
Flüssigkeit
- Beweglich aber eine Einheit
Gas
- Vereinzelte Atome oder Moleküle
Plasma
- Gas aus geladenen Teilchen
Quark-Gluon-Plasma
- Gas aus Quarks und Gluonen
Galileo -
Ballspiel im bewegten Zug
Einsteins SRT
- Nichts ist schneller als Licht
- Eigenzeit - Eine invariante der Relativitätstheorie
- Zwillingsparadoxon - nicht so paradox
- Eigenzeit bei Beschleunigungen
Einsteins ART
- Wirkung von Masse und Beschleunigung
- gravitative Rotverschiebung - Zeitdilatation in der ART
Wellengeschwindigkeit
Dispersion
- Wellenlängenabhängigkeit
Polarisation
- Richtung der Schwingung
Eine Grundgröße der Physik
Farbe und Wellenlänge
- Die physikalische Natur der Farben
Wahrnehmung
von Farben - Physiologisches zur Farbe
Farbkreise
- Der künstlerische Aspekt
Besteht Licht aus Teilchen?
Wandelsterne und Nachbarwelten
relativistische Effekte
Almanach - Die Genauigkeit der Uhren
Zeitmessung mit atomaren Übergängen
internationale Atomzeit (TAI)
- Ein Zeitstandard
Basiseinheiten
Sekunde
- Die offizielle Zeiteinheit
Meter
- Die offizielle Längeneinheit
SI-Vorsätze - Mega, Mikro, Atto und co.
andere Einheiten
Meile
Zoll oder inch
Meter pro Sekunde,
Kilometer pro Stunde
Newton und Poundal
- Krafteinheiten nach Beschleunigung
Kilopond und Pound-force
- Krafteinheiten nach Gewicht
Gamma
- relativistischer Faktor
Pferdestärke (PS)
- englische und deutsche Definition
Gallon, Quart und Pint
- englische Volumeneinheiten
energieäquivalente Masse
- masseäquivalente Energie
Quecksilber- und
Wassersäule - Druckmessung mit Flüssigkeiten
Länge
Zeit
Masse
Temperatur
Volumen und Raummaß
Fläche
Geschwindigkeit
- Strecke pro Zeit
Energie
Kraft
Druck
- Kraft pro Fläche
Leistung
- Arbeit pro Zeit
Winkel
Vergleichstabelle
Längen und Abstände - Vom Atomkern bis Sirius.
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Letzte Änderung: 21.08.2008