Direkt zum Inhalt

Pfadnavigation

  1. Startseite
  2. Physik Abitur
  3. 7 Atom- und Kernphysik
  4. 7.2 Physik des Atomkerns
  5. 7.2.4 Elementarteilchen
  6. Elementarteilchen

Elementarteilchen

Als Elementarteilchen bezeichnet man die kleinsten Bausteine der Materie, aus der auch alle Stoffe zusammengesetzt sind.
Früher nahm man an, dass die Atome und Moleküle die kleinsten Bausteine der Materie sind. Später entdeckte man, dass auch diese Teilchen aus noch kleineren Bestandteilen bestehen, z.B. aus Elektronen, Protonen und Neutronen. Diese Bestandteile bezeichnet man heute als Elementarteilchen. Sie besitzen eine Masse und z.T. eine elektrische Ladung. Neben den genannten sind heute noch über 200 weitere Elementarteilchen bekannt.
Man teilt diese Elementarteilchen in der Regel nach ihrer Masse in drei Gruppen ein:

  • Leptonen (leichte Teilchen), z.B. Elektronen,
  • Mesonen (mittelschwere Teilchen,
  • Baryonen (schwere Teilchen), z.B. Protonen und Neutronen.

Man weiß mittlerweile, dass einige dieser Elementarteilchen aus noch kleineren Teilchen, den sogenannten Quarks, bestehen.

Schule wird easy mit KI-Tutor Kim und Duden Learnattack

  • Kim hat in Deutsch, Mathe, Englisch und 6 weiteren Schulfächern immer eine von Lehrkräften geprüfte Erklärung, Video oder Übung parat.
  • 24/7 auf Learnattack.de und WhatsApp mit Bildupload und Sprachnachrichten verfügbar. Ideal, um bei den Hausaufgaben und beim Lernen von Fremdsprachen zu unterstützen.
  • Viel günstiger als andere Nachhilfe und schützt deine Daten.
Jetzt 30 Tage risikofrei testen
Your browser does not support the video tag.

So waren den Physikern bis zum Jahre 1932 vier Teilchen bekannt, aus denen die uns umgebende Materie aufgebaut schien. Es handelte sich um das Elektron, das Proton, das Photon und das 1932 erstmals von J. CHADWICK experimentell nachgewiesene Neutron.
In den Folgejahren wurden aber eine ganze Reihe weiterer Elementarteilchen entdeckt, beispielsweise:

  •  
1932 fand C.D. ANDERSON (1905-1991) in der kosmischen Strahlung das Positron, ein Teilchen mit der gleichen Masse wie das Elektron, aber entgegengesetzter Ladung. Damit war das erste Antiteilchen gefunden.
  •  
1937 wurde, ebenfalls in der kosmischen Strahlung, das Myon entdeckt.
  •  
1946 fanden G. ROCHESTER und C. BUTLER verschiedene positiv geladene, neutrale und negativ geladene Teilchen, die man als Kaonen und Hyperonen bezeichnet.

Insgesamt stellte sich auch durch Forschungen in den nachfolgenden Jahren heraus: Es gibt eine Vielzahl von Elementarteilchen mit unterschiedlichen Eigenschaften und verschiedener Lebensdauer. Zu fast allen Teilchen existiert ein Antiteilchen. Um 1960 herum waren bereits mehr als 200 Teilchen bekannt. Physiker sprachen deshalb von einem Teilchenzoo. Es erwies sich als überaus schwierig, diese Vielzahl von Elementarteilchen zu systematisieren und in eine bestimmte Ordnung zu bringen. Das gelang erstmals 1961 den Physikern M. GELL-MANN (*1929) und Y. NE'EMAN (*1925). GELL-MANN erhielt dafür 1969 den Nobelpreis für Physik.
Als tragfähig erwies sich eine Einteilung in drei Teilchenfamilien : die Leptonen und die Hadronen, wobei letztere in Mesonen und Baryonen unterteilt wurden. Bild 1 gibt einen Überblick über einige ausgewählte Elementarteilchen aus diesen drei Teilchenfamilien.

  • Übersicht über einige Elementarteilchen

Weitere Untersuchungen führten zu dem Ergebnis, dass es Teilchen mit einem Drittel der Elementarladung geben müsse. Diese Hypothese wurde 1994 von M. GELL-MANN und G. ZWEIG aufgestellt und ist inzwischen bestätigt. Diese Elementarteilchen bezeichnet man als Quarks. Einen Überblick über diese Quarks und ihre Antiteilchen, die Antiquarks, gibt Bild 2.

  • Übersicht über die Quarks und die Antiquarks

Damit ergibt sich: Alle Hadronen sind zusammengesetzte Teilchen. Die Mesonen bestehen aus einem Quark und einem Antiquark, die Baryonen aus drei Quarks oder drei Antiquarks. Protonen und Neutronen sind aus je drei Quarks zusammengesetzt. Ob die Quarks tatsächlich die elementarsten Bestandteile der Materie sind oder ob auch sie aus noch elementareren Bestandteilen aufgebaut sind, ist eine offene Frage.

Alle Erkenntnisse über den Aufbau und die Zusammensetzung der elementaren Bestandteile der Materie sind in einem Modell zusammengefasst, das ab etwa 1975 entwickelt und ständig verbessert worden ist. Nach diesem Standardmodell gibt es nur zwei Arten von Teilchen, die Leptonen und die Quarks, sowie die zwischen ihnen wirkenden Kräfte. Diese Teilchen, die keine messbare innere Struktur haben, treten in genau drei sogenannten Familien auf. Jede Familie besteht aus zwei Quarks, zwei Leptonen (Elektron, Neutrino) sowie deren Antiteilchen. In Bild 3 sind die Urteilchen der drei Familien angegeben.

  • Standardmodell: Leptonen und Quarks treten in drei Familien auf. In der Übersicht sind die Urteilchen der drei Familien angegeben.
Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Elementarteilchen." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/elementarteilchen (Abgerufen: 20. May 2025, 08:08 UTC)

Suche nach passenden Schlagwörtern

  • Positron
  • Antiteilchen
  • top
  • Gell-Mann
  • Mesonen
  • Elektron
  • Teilchenfamilien
  • Antiquarks
  • strange
  • Teilchenzoo
  • Myon
  • Proton
  • Quarks
  • Standardmodell
  • down
  • Moleküle
  • charmed
  • Hyperonen
  • Kaonen
  • Leptonen
  • Neutron
  • Atome
  • Anderson
  • Elementarteilchen
  • Baryonen
  • Hadronen
  • Grundbausteine der Materie
  • bottom
  • up
  • Feynman
  • Photon
  • Urteilchen
Jetzt durchstarten

Lernblockade und Hausaufgabenstress?

Entspannt durch die Schule mit KI-Tutor Kim und Duden Learnattack.

  • Kim hat in Deutsch, Mathe, Englisch und 6 weiteren Schulfächern immer eine von Lehrkräften geprüfte Erklärung, Video oder Übung parat.
  • 24/7 auf Learnattack.de und WhatsApp mit Bildupload und Sprachnachrichten verfügbar. Ideal, um bei den Hausaufgaben und beim Lernen von Fremdsprachen zu unterstützen.
  • Viel günstiger als andere Nachhilfe und schützt deine Daten.

Verwandte Artikel

James Chadwick

* 20.10.1891 in Manchester
† 23.07.1974 in Pinehurst bei Cambridge

JAMES CHADWICK war ein englischer Physiker. Er forschte gemeinsam mit RUTHERFORD über Radioaktivität und Kernumwandlung. 1932 entdeckte er das von RUTHERFORD bereits 1921 vorhergesagte Neutron. 1935 erhielt er dafür Nobelpreis für Physik. CHADWICK war an der Entwicklung der amerikanischen Atombombe beteiligt.

Nuklide und Isotope

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.

Wissenstest, Physik des Atomkerns

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

Ein Angebot von

Footer

  • Impressum
  • Sicherheit & Datenschutz
  • AGB
© Duden Learnattack GmbH, 2025