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Diskussion : Kernphysik
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Kernphysik
Stichpunkte
Allgemein
Die Kernphysik ist der Teilbereich der Physik
der sich mit dem Aufbau und dem Verhalten von Atomkernen beschäftigt
also dem Aufbau der Atomkerne
sind auch Kernreaktionen Gegenstand der Untersuchungen. Typische Größenordnungen im Bereich der Kernmaterie sind Längen: 1 Fermi = 1 fm = <math>10^{-15} <math>m Energie: 100 keV bis 100 MeV Bei der Beschreibung von Kernreaktionen ist der Begriff des Wirkungsquerschnitts von Bedeutung
Die Kernphysik kann sowohl theoretisch als auch experimentell betrieben werden. Neben der Kernstruktur
Der Wirkungsquerschnitt misst die Wahrscheinlichkeit für die Reaktion beim Einfall von Teilchen auf Materie. Dabei können Streuvorgänge von Elementarteilchen an Atomkernen oder an andere Elementarteilchen ausgelöst werden
Die Bausteine der Kerne sind die Nukleonen: Neutronen und Protonen
Die Anzahl Z der Protonen in einem Kern ist gleich der Anzahl der Elektronen im neutralen Atom
Z bestimmt die chemischen Eigenschaften der Atome und heißt deshalb Ordnungszahl (oder bezogen auf den Atomkern auch Kernladungszahl)
Die Masse des Atomkerns wird durch die Anzahl A aller Nukleonen bestimmt und wird deshalb auch Massenzahl genannt
Wie man sehen kann
ist die Neutronenzahl N = A - Z
Atome mit der gleichen Ordnungszahl und unterschiedlicher Massenzahl werden Isotope genannt
da sie sich chemisch gleich verhalten
Die physikalischen Eigenschaften des Kerns dagegen sind sowohl von der Ordnungszahl als auch von der Neutronenzahl beeinflußt. Näheres siehe unter dem Hauptartikel Atomkern. [Bearbeiten]
Geschichte
die man als den historischen Beginn der modernen Kernforschung bezeichnen könnte
Antoine Henri Becquerel
Pierre Curie und Marie Curie erhielten für ihre Versuche zur Radioaktivität
1903 den Nobelpreis in Physik
Radioaktivität ist immer mit einer Kernumwandlung verbunden
so dass sich Stoffe beim Zerfall in andere Stoffe umwandeln
wofür er 1908 den Nobelpreis in Chemie erhielt
Dies wurde von Ernest Rutherford entdeckt
von Hans Geiger
Der Rutherfordsche Streuversuch
bei dem Alpha-Teilchen an Goldfolie gestreut werden
Ernest Marsden und Ernest Rutherford im Jahr 1909 markiert einen Wendepunkt in der modernen Vorstellung vom Aufbau der Atome. Aus den Rutherfordschen Interpretationen der Ergebnisse war die Idee vom Atomkern geboren. Im Kern ist fast die gesamte Masse des Atoms vereinigt
jedoch nimmt er einen ausgesprochen kleinen Volumenanteil des Atoms ein
zählt zu den großen Fortschritten in der Geschichte der Kernphysik. Otto Hahn und Lise Meitner entdeckten 1938
halb-empirisch zuerst in der Bethe-Weizsäcker-Formel formuliert
Die Kenntnis der Bindungsenergie der Atomkerne
dass unter Bestrahlung mit Neutronen Urankerne gespalten werden
Später wurde nachgewiesen
dass bei diesem Prozess Energie und weitere Neutronen freigesetzt werden
wodurch eine Kettenreaktion möglich wurde
die als Strahlung frei werdende Energie zu nutzen löste einen niemals zuvor dagewesenen Forschungswettlauf um die Atombombe aus
an dem sich eigentlich alle großen Kernphysiker beteiligten
Die Idee
Felix Bloch
In Los Alamos forschten unter der Regie von Robert Oppenheimer die Physiker Enrico Fermi
Edward Teller
um nur die bekanntesten zu nennen
Hans Bethe
In Deutschland forschten unter anderem Carl Friedrich von Weizsäcker und Werner Heisenberg an der Weiterentwicklung eines Reaktors zunächst in Berlin und später in Haigerloch mit dem umstrittenen Fernziel einer militärischen Nutzung der Forschungsergebnisse
Die Erkenntnisse der Kernspaltung fanden von Beginn an auch eine zivile Nutzung in der Energiegewinnung aus den Kernreaktoren (auch Atomreaktor genannt)
Kaum ein Gebiet der Physik hat durch seine Ambivalenz der friedlichen als auch zerstörerischen Nutzung die öffentliche Diskussion mehr angeheizt: für Fortschrittskritiker war die Kernphysik die Büchse der Pandora für Fortschrittsgläubige eine der wichtigsten Entdeckungen des 20
Jhds
Carl Friedrich von Weizsäcker)
dass die Kernphysik der Auslöser einer neue Wissenschaftsethik war (Hans Jonas
Man kann sicher zurecht sagen
Die politische Auseinandersetzung um den vernünftigen und verantwortbaren Umgang mit der Kernenergie findet bis heute in der Auseinandersetzung um den Kernenergieausstieg Deutschlands statt. [Bearbeiten]
Grundbegriffe
magnetisches Dipolmoment
Kernspin
Bindungsenergien
Ladung
wie Teilchenbeschleuniger
Stabilität
Kernreaktoren und verschiedene Strahlungsmessgeräte eine sehr genaue Kenntnis von den Eigenschaften der Atomkerne. Dazu zählen Masse
In der modernen Kernphysik hat man anhand verschiedener Untersuchungsmöglichkeiten
Kernzerfall und Umwandlung durch Strahlung oder spontan
Zusammensetzung aus Neutronen und Protonen
Da Protonen sich aufgrund ihrer positiven elektrischen Ladung abstoßen
benötigt man ein neues Konzept für die Stabilität von Kernen
die den Kern zusammenhält
Die Kraft
nennt man starke Wechselwirkung
heißt schwache Wechselwirkung
Die Wechselwirkung
die für <math>beta<math>-Zerfälle verantwortlich ist
unterliegen sie den Gesetzen der Quantenphysik
Da die Atomkerne subatomar klein sind
Kernfusion und Kernspaltung
Die einzelnen Zerfallarten werden im Artikel Kernchemie behandelt Zur Kernphysik gehören unter anderem die Themenbereiche Radioaktivität
Siehe auch: Portal Physik
Mößbauer-Effekt
Atomphysik. [Bearbeiten]
Weblinks
Links und Information zu Kern- und Teilchenphysik (mit leichtem Bezug zur Situation in Österreich) en:Nuclear physics eo:Kernfiziko es:FÃsica nuclear fr:Physique nucléaire ja:æ ¸ç‰©ç?†å¦ hu:Magfizika nl:Kernfysica pl:Fizyka jÄ…drowa pt:FÃsica Nuclear ru:ЯдернаÑ? физика sl:Jedrska fizika
http://www.teilchen.at Aktuelles
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel
Kernphysik
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