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Einleitung
Teilgebiete der Physik
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www.quantenblog.de - Das Weblog zur Quantenwelt
www.quantenforum.de - Das Diskussionsforum zur Quantenwelt
www.quantenwelt.eu - Die Domains der Quantenwelt
www.quantenwelt.info - Das Schaufenster zur Quantenwelt
www.Elementarteilchen.info - Portal zu Quarks, Leptonen und so weiter
www.Relativitätsprinzip.info - Die Relativitätstheorie erklärt
www.Laserphysik.info - Ein Lexikon zur Laserphysik

Atomaufbau

Wie wir uns Atome vorstellen?
Elektronenhülle - Elektronen in einer Gesamtschale
Ein-Elektronen-System - Das einfachste Atom

atomare Eigenschaften

Woher wir unser Atombild haben:
Periodizität der chemischen Eigenschaften

Atommodelle

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

Bindungsmodelle

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.

Periodensystem
der Elemente

Regelmäßigkeiten im atomaren Aufbau
Wasserstoff - Das einfachste Element.
Helium - Das zweite Element, ein Edelgas.
Edelgase - Bindungsscheue Gasatome.
Alkalimetalle - nur ein Valenzelektron.

Experimente

optische Spektroskopie - Lichtzerlegung
Photoelektronenspektroskopie - Herausgeschlagene Elektronen

historisches

schwarze Körper - Plancks erster Schritt zur Wärmestrahlung

Wellenfunktionen

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

Teilcheneigenschaften

Lokalität - räumlich begrenzte Objekte

Quanteneigenschaften

Charakteristische Größen der Elementarteilchen:
Spin - die Eigenrotation der Quantenteilchen

Eigenschaften der Teilchenbewegung:
Drehimpuls - Ein Maß für die Drehung

viele Teilchen

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

tabellarischer Überblick über die Elementarteilchen.

unteilbare Teilchen - Atome sind es nicht

Lebensdauer von Elementarteilchen - Völlig zufälliger Zerfall

Quarks

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

Leptonen

Elektronen - Teilchen des elektrischen Stromes
Positronen - Antiteilchen der Elektronen
Myonen - Schwere Elektronen
Neutrinos - die kleinen und die leichten

Bosonen

Überträger von Kräften:
Photonen - Lichtteilchen
w- und z-Bosonen - schwache Kernkraft
Gluonen - starke Kernkraft
Gravitonen - Schwerkraft
Wie man Kräfte überträgt
Gegensatz: Fermionen

Antiteilchen

Spiegelbilder der Teilchen

Tachyonen

Reine Theorie

Kernkräfte

starke Kernkraft - hält Atomkerne zusammen
schwache Kernkraft - lässt Neutronen zerfallen

Radioaktivität

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
Kernspaltung - Ein Atomkern zerbricht
Halbwertszeit - Zufälliger Zerfall von Atomkernen

Kernaufbau

Nuklide - Die Elemente der Kernphysik
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

Kräfte

elektrisch - Anziehung geladener Körper
magnetisch - Ausrichtung der Kompassnadel
Gravitation - Die Gewichtskraft

Materialeigenschaften

Masse - Trägheit, Gewicht und Energie
Ladung - elektrische Anziehung

Erhaltungsgrößen

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

Aggregatzustände

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

Relativität

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

Wellen

Wellengeschwindigkeit
Dispersion - Wellenlängenabhängigkeit
Polarisation - Richtung der Schwingung

Lichtgeschwindigkeit

Eine Grundgröße der Physik

Farbe

Farbe und Wellenlänge - Die physikalische Natur der Farben
Wahrnehmung von Farben - Physiologisches zur Farbe
Farbkreise - Der künstlerische Aspekt

Photonen

Besteht Licht aus Teilchen?

Planeten

Wandelsterne und Nachbarwelten

Teleskope

Kennzahlen von Teleskopen

Satellitennavigation (GPS)

relativistische Effekte
Almanach - Die Genauigkeit der Uhren

Atomuhren

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
Becquerel, Gray und Sievert - Einheiten zur Radioaktivität

Umrechnungen

Aktivität - Ein Maß für die Menge radioaktiver Stoffe
Dosisleistung - Wie gefährlich ist die Strahlung?
Druck - Kraft pro Fläche
Energie
Fläche
Geschwindigkeit - Strecke pro Zeit
Kraft
Länge
Leistung - Arbeit pro Zeit
Masse
Temperatur
Volumen und Raummaß
Winkel Zeit

Vergleichstabelle

Längen und Abstände - Vom Atomkern bis Sirius.

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Letzte Änderung: 31.03.2011