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Geht Licht von einem optisch dichten in einen optisch dünnen Stoff über, dann ist der Brechungswinkel größer als der Einfallswinkel. Bei einem Brechungswinkel von 90° gelangt das Licht gar nicht mehr in den zweiten Stoff, es verläuft entlang der Grenzfläche. Vergrößert man davon ausgehend den Einfallswinkel noch weiter, dann wird das Licht an der Grenzfläche vollständig reflektiert. Dieser Vorgang wird als Totalreflexion bezeichnet.

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.

Das Zerfallsgesetz gibt an, wie eine bestimmte Anzahl von Atomkernen eines radioaktiven Nuklids in Abhängigkeit von der Zeit zerfällt. Es gilt:

$\begin{array}{l}N=N_{\text{o}}\cdot {\left(\frac{1}{2}\right)}^{\frac{t}{T_{1/2}}}\\ N\text{ Anzahl der noch nicht zerfallenen Atomkerne}\\ N_{\text{o}}\text{ Anzahl der zum Zeitpunkt }t\text{ = 0 vorhandenen}\\ \text{ nicht zerfallenen Atomkerne}\\ t\text{ Zeit}\\ T_{\text{1/2}}\text{ Halbwertszeit}\end{array}$

Die Halbwertszeit eines Nuklids gibt an, in welcher Zeit sich jeweils die Hälfte der ursprünglich vorhandenen Atomkerne in andere Atomkerne umwandelt.

Eingeführt wurde der Begriff Halbwertszeit 1903 von dem französischen Kernphysiker PIERRE CURIE (1859-1906).

Unter Kernfusion versteht man die Verschmelzung leichter Atomkerne zu schwereren Kernen. Eine Kernfusion erfolgt nur bei großem Druck und hoher Temperatur. Dabei wird Energie freigesetzt. Kernfusionen gehen ständig im Inneren der Sonne und anderer Sterne vor sich.

Unter Kernspaltung versteht man die durch Beschuss mit Neutronen erfolgende Zerlegung eines schweren Atomkerns in zwei mittelschwere Atomkerne. Dabei werden Neutronen freigesetzt und es wird Energie abgegeben. Kernspaltung ist eine spezielle Form der Kernumwandlung. Sie wurde 1938 von OTTO HAHN, FRITZ STRASSMANN und LISE MEITNER entdeckt.

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.

Radioaktive Nuklide wandeln sich völlig spontan unter Aussendung radioaktiver Strahlung in neue Kerne um.
Diese Form der Kernumwandlung wird als Spontanzerfall bezeichnet. Die entstehenden Folgekerne sind häufig wieder radioaktiv, sodass in der Natur ganze Zerfallsreihen existieren. Der Zerfall geht solange weiter, bis ein stabiles Nuklid entsteht.