1278 Suchergebnisse

Ein Nuklid ist ein Atomkern, der eindeutig durch Massenzahl und Kernladungszahl charakterisiert ist. Der Begriff wurde 1950 international eingeführt, um dem unkorrekten Gebrauch des Wortes Isotop entgegenzuwirken. Isotope sind Atomkerne eines Elements mit gleicher Protonenzahl, aber unterschiedlicher Anzahl von Neutronen. Es sind spezielle Nuklide. Wegen der gleichen Protonenzahl (= Kernladungszahl) haben Isotope auch die gleiche Anzahl von Elektronen in der Hülle.

* 22.04.1904 in New York
† 18.02.1967 in Princeton

Er war einer der erfolgreichsten theoretischen Physiker der USA im 20. Jahrhundert. Unter seiner wissenschaftlichen Leitung wurde in den Jahren 1942 bis 1945 die amerikanische Atombombe entwickelt Damit gilt er als „Vater der amerikanischen Atombombe“.

Die von dem britischen Physiker ERNEST RUTHERFORD (1871-1937) im Jahre 1911 und von dem dänischen Physiker NIELS BOHR (1885-1962) im Jahre 1913 angegebenen Atommodelle waren wichtige Schritte in der Entwicklung von Vorstellungen über den Atombau. Aber auch das bohrsche Atommodell erwies sich schnell ist nicht ausreichend für die Erklärung von Sachverhalten. Insbesondere die Annahme von bestimmten Bahnen für die Elektronen war mit den Erkenntnissen der Quantenphysik nicht vereinbar. In den 20er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde ein quantenmechanisches Atommodell entwickelt, das auch als Orbitalmodell bezeichnet wird. Es ist ein mathematisches Modell, das sich der grafischen Veranschaulichung weitgehend entzieht. Es beruht auf quantenphysikalischen Erkenntnissen.

Radioaktive Strahlung entsteht beim Umwandeln von instabilen Atomkernen (Radionukliden). Dabei können freigesetzt werden:

• Alphastrahlung (doppelt positiv geladene Heliumkerne),
• Betastrahlung (Elektronen oder Positronen),
• Gammastrahlung (energiereiche elektromagnetische Wellen kleiner Wellenlänge)

Radioaktive Strahlung hat eine Reihe von Eigenschaften, die für ihre Wirkungen, ihren Nachweis und ihre Anwendungen von Bedeutung sind. Dazu gehört insbesondere, dass radioaktive Strahlung

• Energie und Ionisationsvermögen besitzt,
• teilweise in elektrischen und magnetischen Feldern abgelenkt wird,
• Stoffe z. T. durchdringen kann und z. T. von ihnen absorbiert wird.

Radioaktivität ist die Erscheinung bei einer Reihe von Nukliden, sich von selbst, ohne äußere Einwirkung, umzuwandeln und dabei eine charakteristische Strahlung abzugeben. Unterschieden wird zwischen der natürlichen Radioaktivität und der künstlichen Radioaktivität.

* 30.08.1871 in Nelson/Neuseeland
† 09.10.1937 in Cambridge

Er war ein britischer Physiker, Professor in Montreal, Manchester und Cambridge. Er schuf die heute noch gültige Theorie des radioaktiven Zerfalls und entwickelte ein Atommodell, das wir heute als rutherfordsches Atommodell bezeichnen. 1919 realisierte er die erste künstliche Kernumwandlung.

Im Ergebnis der experimentellen Untersuchungen zur Streuung von Alpha-Strahlung, die der britische Physiker ERNEST RUTHERFORD (1871-1937) durchführte, entwickelte er ein Atommodell. Er ging dabei davon aus, dass sich die Elektronen auf elliptischen Bahnen um den Atomkern bewegen, ähnlich wie die Bewegung der Planeten um die Sonne erfolgt. Man spricht deshalb auch vom Planetenmodell. Das rutherfordsche Atommodell war historisch ein bedeutsamer Schritt, wurde aber bereits 1913 vom bohrschen Atommodell abgelöst.

Nach dem von dem österreichischen Physiker WOLFGANG PAULI (1900-1958) 1924/25 aufgestellten PAULI-Prinzip können in einem Atom niemals zwei Elektronen vier identische Quantenzahlen besitzen. Dieses PAULI-Prinzip, ein Ausschließungsprinzip, ermöglicht eine Modellvorstellung vom Bau der Atomhülle, die als Schalenmodell bezeichnet wird. Damit lässt sich die Struktur des Periodensystems der Elemente verstehen.

Dosimeterplakette, Dosisleistung, effektive Dosisleistung, Gesamtbelastung, Gewebe-Wichtungsfaktor, Grenzwert, künstliche Radioaktivität, Natürliche Radioaktivität, Organdosis, Schutz vor ionisierender Strahlung, Standardmenschen, Strahlungs-Wichtungsfaktor, terrestrische Strahlung, Äquivalentdosis
Aufgrund der natürlichen Radioaktivität sowie der künstlichen Radioaktivität sind wir alle ständig einer gewissen Strahlenbelastung ausgesetzt. Diese Strahlenbelastung ist nicht überall gleich groß, sie hängt von dem konkreten Umfeld ab. Die durchschnittliche Gesamtbelastung beträgt in Deutschland etwa 4 mSv/Jahr. Diese „normale“ Strahlenbelastung hat keine gesundheitlichen Folgen. Trotzdem sollte stets der Grundsatz gelten:

Die radioaktive Strahlung, der man sich aussetzt, sollte so gering wie möglich sein.

* 22.02.1902 in Boppard
† 22.04.1980 in Mainz

Er war ein deutscher Physikochemiker, der gemeinsam mit OTTO HAHN, dessen Mitarbeiter er seit 1929 war, die Kernspaltung entdeckte. Darüber hinaus erbrachte er wichtige Arbeiten auf dem Gebiet der Kernchemie und der geologischen Altersbestimmung mit radiologischen Methoden.

Die Atommodelle von E. RUTHERFORD (1911) und N. BOHR (1913) waren Modelle für die Atomhülle. Vom Atomkern war in dieser Zeit lediglich bekannt, dass in ihm weitgehend die Masse des Atoms konzentriert ist und er eine positive Ladung trägt. Genauere Vorstellungen über seine Struktur entwickelten sich erst ab den dreißiger Jahren des 20. Jahrhundert im Zusammenhang mit dem experimentellen Nachweis des Neutrons durch J. CHADWICK (1932) und den weiteren Untersuchungen zu Kernumwandlungen, die u. a. von E. FERMI, F. JOLIOT-CURIE und O. HAHN durchgeführt wurden. Als besonders tragfähig erwiesen sich das Tröpfchenmodell und das Potenzialtopfmodell.

* 14.02.1869 in Glencorse
† 15.11.1959 in Carlops bei Edinburgh

Er war ein schottischer Meteorologe und Physiker, der vor allem durch eine Erfindung weltberühmt wurde: 1911 konstruierte er die nach ihm benannte Nebelkammer zum Nachweis von radioaktiver Strahlung und anderen geladenen Elementarteilchen. 1927 erhielt er dafür den Nobelpreis für Physik. Jahrzehntelang war die wilsonsche Nebelkammer nicht nur für den Nachweis, sondern auch für die Erforschung der Eigenschaften von radioaktiver Strahlung von großer Bedeutung. Heute hat sie nur noch geschichtlichen Wert.

Genauere Vorstellungen über den Bau der Atomhülle wurden erst nach 1900 entwickelt. Wichtige Schritte waren die Atommodelle von E. Rutherford und von N. Bohr. Das moderne quantenphysikalische Atommodell ermöglicht die mathematische Beschreibung der Atomhülle, ist aber unanschaulich. Eine anschauliche Vorstellung bieten die Orbitale. mit dem Test können Sie Ihre Kenntnisse über den Bau von Atomen und die Modellvorstellungen über diese Atome prüfen.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Physik der Atomhülle".

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

WISSENSTEST

Kernumwandlungen sind mit Kernstrahlung (Alphastrahlung, Betastrahlung, Gammastrahlung) verbunden, die auch als radioaktive Strahlung bezeichnet wird. Wir alle sind ständig einer natürlichen Strahlenbelastung ausgesetzt. Eine erhöhte Strahlenbelastung, z. B. durch Unfälle in Kernkraftwerken, kann katastrophale Auswirkungen haben. Kernspaltung und Kernfusion sind die beiden Vorgänge, bei denen Energie freigesetzt wird. Nach wie vor beschäftigt die Physiker auch die Frage, aus welchen elementaren Bestandteilen unsere Welt besteht. Im Test geht es um Wissen über die Grundlage der Physik des Atomkerns und über Elementarteilchen.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Physik des Atomkerns".

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

WISSENSTEST

Während sich in der klassischen Physik bei gleich gerichteten Bewegungen die Beträge der Geschwindigkeiten addieren, gilt für die relativistische Addition von Geschwindigkeiten ein etwa komplizierterer Zusammenhang:
$u=\frac{u\text{'}+v}{1+\frac{u\text{'}\cdot v}{c^2}}$
Die resultierende Geschwindigkeit ist entsprechend einer Grundaussage der speziellen Relativitätstheorie immer kleiner als die Vakuumlichtgeschwindigkeit.

ALBERT EINSTEIN, der 1905 die spezielle Relativitätstheorie und 1915 die allgemeine Relativitätstheorie veröffentlichte, stellte selbst die wichtigste Inhalte dieser Theorien in vielen Vorträgen und Veröffentlichungen dar. Dabei versuchte er die Grundgedanken der neuen Theorien in möglichst einfacher und gut überschaubarer Weise zu formulieren. Ein Beispiel dafür sind die nachfolgenden Auszüge aus einer Arbeit von ihm, die 1916 unter dem Titel „Über die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie“ veröffentlicht wurde.

ALBERT EINSTEIN formulierte in seiner berühmten Arbeit zur speziellen Relativitätstheorie im Jahre 1905: „Die Masse eines Körpers ist ein Maß für dessen Energiegehalt“. Er stellte fest, dass Masse und Energie äquivalente Größen sind und zwischen diesen Größen der fundamentale Zusammenhang $E=m\cdot c^2$ existiert. Diese Gleichung ist die Grundlage für das Verständnis der Energiefreisetzung durch Kernspaltung und Kernfusion sowie vieler weiterer physikalischer Prozesse.

Die Äthertheorie spielte bis in das 20. Jahrhundert hinein eine wichtige Rolle: Die Annahme eines Raumes, der mit einem Äther gefüllt sind, ermöglichte die Erklärung der Ausbreitung des Lichtes und anderer elektromagnetischer Wellen. Die Gültigkeit der Äthertheorie wurde erstmals durch die Experimente von MICHELSON und MORLEY infrage gestellt. Spätere Experimente bestätigten, dass es keinen Äther gibt.

Der österreichische Physiker CHRISTIAN DOPPLER (1803-1853) entdeckte 1842, dass zwischen der von einem Beobachter wahrgenommenen Tonfrequenz und der Bewegung einer Schallquelle ein Zusammenhang besteht. Dieser Effekt wird als akustischer DOPPLER-Effekt bezeichnet.
Ein analoger Effekt tritt bei Licht auf. Er wird optischer oder relativistischer DOPPLER-Effekt genannt.

* 14.03.1879 in Ulm
† 18.04.1955 in Princeton (USA)

Er war einer der bedeutendsten Physiker der Geschichte und der Begründer der Relativitätstheorie, die zu einer völligen Veränderung des physikalischen Weltbildes führte. Darüber hinaus erbrachte er grundlegende Arbeiten auf vielen Gebieten der Physik. Insbesondere deutete er den lichtelektrischen Effekt und war damit einer der Mitbegründer der Quantentheorie. Hervorzuheben ist sein Eintreten für Humanität und eine verantwortungsbewusste Nutzung physikalischer Erkenntnisse.

In der klassischen Physik gilt für abgeschlossene Systeme neben dem Gesetz von der Erhaltung der Masse der Energieerhaltungssatz und der Impulserhaltungssatz.
Aus relativistischer Sicht ergibt sich: Aufgrund der Äquivalenz von Masse und Energie umfasst der Energieerhaltungssatz auch das Gesetz von der Erhaltung der Masse. Auch Impulserhaltungssatz und Energieerhaltungssatz sind miteinander verknüpft.

Das galileische Relativitätsprinzip trifft eine Aussage über die Gleichwertigkeit von verschiedenen Bezugssystemen in der klassischen Physik, also bei Geschwindigkeiten weit unterhalb der Lichtgeschwindigkeit. Es lautet:
Alle Inertialsysteme sind gleichberechtigt. In ihnen gelten die gleichen physikalischen Gesetze.
Daraus lassen sich Gleichungen ableiten, die es ermöglichen, die räumlichen und zeitlichen Koordinaten eines Punktes von einem Intertialsystem in ein anderes umzurechnen (GALILEI-Transformation).

Mit der im Jahre 1905 veröffentlichten speziellen Relativitätstheorie, kurz auch als SRT bezeichnet, entwickelte der deutsche Physiker ALBERT EINSTEIN (1879-1955) eine neue Vorstellung von Raum und Zeit, die sich von den bisher allgemein anerkannten Auffassungen der klassischen Physik deutlich unterschied. Dabei ging er von zwei Grundaussagen oder Postulaten aus, die sich inzwischen längst als zutreffend erwiesen haben:

• Alle Inertialsysteme sind gleichberechtigt (Relativitätsprinzip).
• Die Vakuumlichtgeschwindigkeit ist überall gleich groß. Sie ist die größtmögliche Geschwindigkeit für die Signalübertragung (Prinzip von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit).

Die spezielle Relativitätstheorie bezieht sich auf Inertialsysteme. Der Einfluss der Gravitation wird ausgeblendet. In Verallgemeinerung seiner speziellen Relativitätstheorie auf beliebige Bezugssysteme unter Einschluss von Gravitationswirkungen entwickelte ALBERT EINSTEIN die allgemeine Relativitätstheorie, die er 1916 veröffentlichte. Sie begründet neue Vorstellungen über Raum und Zeit und ist z.B. die Grundlage aller modernen kosmologischen Theorien.

Es gibt in der klassischen Physik und in der Relativitätstheorie eine Reihe von Größen, die ihren Wert bzw. ihre Form nicht ändern, wenn man von einem Inertialsystem in ein anderes übergeht. Solche Größen werden als invariante Größen bezeichnet. Auch für Gesetze gibt es eine Invarianz. Die Bestimmung von invarianten Größen bzw. Gesetzen trägt dazu bei, physikalische Phänomene und Zusammenhänge besser zu verstehen.