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Die Startseite der Quantenwelt
Teilgebiete der Physik
Wie sich Physik gliedern lässt

Atomphysik

Atomaufbau

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
Vier und mehr Drehimpuls-Quanten
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

Wasserstoff
Das einfachste Element.
Helium
Das zweite Element, ein Edelgas.
Edelgase
Bindungsscheue Gasatome.
Alkalimetalle
nur ein Valenzelektron.

Experimente

optische Spektroskopie
Lichtzerlegung
Photoelektronenspektroskopie
Herausgeschlagene Elektronen

Quantenmechanik

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

Spin
die Eigenrotation der Quantenteilchen
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

Elementarteilchen

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, also Baryonen und Mesonen.

Up- und Down-Quarks
Die Bausteine der gewöhnlichen Materie
Strange-Quarks
Das seltsame dritte Quark
Charm-Quarks
Vervollständigt die zweite Quark-Familie
Bottom- und Top-Quarks
Die dritte und schwerste Quark-Familie

Baryonen

Bestehen aus je drei Quarks

Protonen
geladene Kernteilchen
Neutronen
neutrale Kernteilchen

Mesonen

Eine Übersichtstabelle zu Mesonen

Pionen
leichte Mesonen
Kaonen
seltsame Mesonen

Leptonen

Alle Leptonen sind Fermionen

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
Higgs-Bosonen
den W- und W-Bosonen Masse verleihen
Gluonen
starke Kernkraft
Gravitonen
Schwerkraft

Antiteilchen

Spiegelbilder der Teilchen

Tachyonen

Reine Theorie

Kernphysik

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
Isobare
Atomkerne mit gleichem Gewicht aber unterschiedlicher Ladung
Isotope
Atomkerne mit gleicher Ladung aber unterschiedlichem Gewicht
Massendefekt
Fehlende Masse wegen starker Bindung
Nukleonen
Teilchen der Atomkerns

klassische Physik

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
Wärme
thermische Energie
Energieerhaltung
als Konsequenz von Zeitsymmetrie
Impuls
Eine gerichtete Bewegungsgröße
Impulserhaltung
als Konsequenz von 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

Einleitung
Missverständnisse zur Relativität
Galileo
Ballspiel im bewegten Zug
Einsteins spezielle Relativitätstheorie
nichts ist schneller als Licht
Eigenzeit
Eine invariante der Relativitätstheorie
Zwillingsparadoxon
nicht so paradox
Beschleunigungen
Eigenzeit ganz allgemein
Einsteins allgemeine Relativitätstheorie
Relativität und Gravitation
gravitative Rotverschiebung
Zeitdilatation in der ART

Wellen

Wellengeschwindigkeit
nicht von der Quelle abhängig
Dispersion
Wellenlängenabhängigkeit der Geschwindigkeit
Polarisation
Richtung der Schwingung

Licht

Lichtgeschwindigkeit
Eine Grundgröße der Physik
Photonen
Besteht Licht aus Teilchen?

Farbe

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

Astrophysik

Planeten
Wandelsterne und Nachbarwelten
Teleskope
Wie man in die Sterne schaut
Kennzahlen von Teleskopen
Hilfe beim Teleskopkauf

Technik

Atomuhren

Zeitmessung mit atomaren Übergängen

internationale Atomzeit (TAI)
Ein Zeitstandard

Laser

Faraday-Rotator
Dreht die Lichtpolarisation
Femtosekundenlaser
Ultrakurze Lichtblitze
Inversion
Ein besonderer Zustand von Materie
Optische Diode
Lässt Licht nur in eine Richtung durch
Resonator
Das Kernstück des Lasers
Resonatormoden
Verschiedene Wellenlängen
stimulierte Emission
Besondere Lichterzeugung
Verzögerungsplatte
Manipuliert die Polarisation von Laserlicht

Satellitennavigation (GPS)

relativistische Effekte
Warum die Relativitätstheorie wichtig ist
Almanach
Die Genauigkeit der Uhren

Einheiten

Basiseinheiten

Sekunde
Die offizielle Zeiteinheit
Meter
Die offizielle Längeneinheit

SI-Vorsätze

andere Einheiten

Jahre, Tage, Sekunden
Nicht ganz zusammenpassende Größen
Meile
Die Alternative zum Kilometer
Zoll oder inch
Einheiten nach Körperteilen
Meter pro Sekunde und Kilometer pro Stunde
Das Problem nicht metrischer Zeiteinheiten
Pascal und psi
metrische und englische Druckeinheit
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

Vergleichstabelle

Längen und Abstände
Vom Atomkern bis Sirius.

Häufig gestellte Fragen

Elementarteilchen

Atomphysik und Quantenmechanik

Weitere Fragen

Geschichte der Homepage

alte Einleitungen

Entstehung

Letzte Änderung: 04.05.2015