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Einige physikalische Größen in der Natur haben einen bestimmten, festen Wert, der im Laufe der Zeit immer genauer bestimmt worden ist. Man nennt solche physikalischen Größen Naturkonstanten. Typische Beispiele für solche Naturkonstanten sind die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum als die größtmögliche in der Natur auftretende Geschwindigkeit, der absolute Nullpunkt der Temperatur als die tiefstmögliche Temperatur oder die Fallbeschleunigung, die angibt, welche Beschleunigung ein Körper beim Fall im luftleeren Raum hat.

Atommodelle sind alle Vorstellungen über den Aufbau der Atome, insbesondere über die Struktur der Atomhülle. Die historisch bedeutsamsten Atommodelle sind das rutherfordsche Atommodell und das bohrsche Atommodell. Moderne Atommodelle lassen sich nur noch mathematisch beschreiben.

Ionen sind elektrisch geladene Teilchen, aus denen Stoffe aufgebaut sind. Sie entstehen dadurch, dass aus der Atomhülle eines zuvor neutralen Atoms Elektronen abgegeben oder aufgenommen werden. Durch Elektronenabgabe oder Elektronenaufnahme entsteht so im Vergleich zum elektrisch geladenen Atomkern ein Ladungsüberschuss oder ein Ladungsmangel.
Negativ geladene Ionen heißen Anionen, positiv geladene Ionen Kationen.

Die Gegenfeldmethode ist ein Verfahren, mit dem man die Geschwindigkeit und damit die Energie von geladenen Teilchen (Elektronen, Ionen) bestimmen kann. Dabei wird genutzt, dass man in einem elektrischen Längsfeld durch Veränderung der Spannung die Geschwindigkeit der bewegten geladenen Teilchen bis auf null aufbremsen kann. Aus dieser Abbremsspannung ergibt sich die Geschwindigkeit der geladenen Teilchen.

Atome sind Teilchen, aus denen alle Stoffe aufgebaut sind. Sie bestehen aus einem Atomkern mit elektrisch positiv geladenen Protonen und neutralen Neutronen sowie einer Atomhülle mit elektrisch negativ geladenen Elektronen.

Unter der Elementarladung e versteht man die Ladung eines Elektrons. Sie hat einen Wert von $e=\mathrm{1,602}177\cdot {10}^{-19}\text{C}$.
Der Begriff der Elementarladung wurde geprägt, als man davon ausging, dass diese Ladung die kleinste elektrische Ladung in der Natur ist.

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, wie z.B. aus Elektronen, Protonen und Neutronen. Diese Bestandteile bezeichnet man heute als Elementarteilchen. Neben den genannten sind heute noch über 200 weitere Elementarteilchen bekannt.

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.

Bereits in der Antike gab es Vorstellungen darüber, dass die Stoffe aus sehr kleinen Teilchen bestehen könnten. Sie wurden als Atome (atomos (griech.) = das Unteilbare) bezeichnet. Über viele Jahrhunderte spielte aber diese Idee keine Rolle. Erst im 18. und 19. Jahrhundert wurde im Zusammenhang mit der Entwicklung der Wärmelehre und der Elektrizitätslehre die Frage nach den elementaren Bausteinen der Stoffe wieder aufgegriffen. Die Frage, ob Atome nur ein Modell sind oder tatsächlich existieren, konnte aber erst in den ersten beiden Jahrzehnte des 20. Jahrhundert entschieden werden.

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.

* 18.12.1856 in Cheetham Hill
† 30.08.1940 in Cambridge

Er war ein bedeutender englischer Physiker und leistete wichtige Beiträge zur Entwicklung der Elektrizitätslehre und der Atomphysik. Insbesondere beschäftigte er sich mit der Elektrizitätsleitung durch Gase und erhielt dafür 1906 den Nobelpreis für Physik. Er wies die Existenz von freien Elektronen nach, bestimmte deren spezifische Ladung und entwickelte ein erstes Atommodell.