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Grundlagen der Kernphysik
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 23 Zeilen
- Was hält die Welt in ihrem Innersten zusammen? Seit Jahrtausenden stellen sich die Menschen diese Frage. Vor über 2400 Jahren vermuteten die
- Griechen Demokrit und Leukip bereits, dass Materie aus kleinsten Teilchen aufgebaut sein könnte. Sie nannten sie Atome.
- Ein Atom besteht aus einer Hülle, in der sich nur die negativ geladenen Elektronen befinden und einem positiv geladenen Kern mit einem winzigen
- Durchmesser, in dem fast die gesamte Masse des Atoms konzentriert ist. Das Größenverhältnis von Kern zu Hülle entspricht in etwa dem Verhältnis von
- einem Tennisball zu einem Fußballstadion. Aus der Elektrizitätslehre weiß man, dass sich ungleichnahmige Ladungen
- anziehen und gleichnamige abstoßen. Diese Kraft zwischen Ladungen nennt man Coulonkraft. Durch sie ist verständlich, dass die
- negativen Elektronen nahe am positiven Atomkern sind. Aber wie schaffen es die positiv geladenen Protonen, alle zusammen in dem
- winzig kleinen Kern zu sein? Sie sollten sich doch aufgrund ihrer positiven Ladung abstoßen. Hier kommt eine neue Kraft in Spiel, die
- starke Kernkraft. Die starke Kernkraft hat jedoch nur eine begrenzte Reichweite. Viele Kerne sind aber größer. Die
- Reichweite der Couonkraft zwischen Ladungen hingegen ist unendlich. Während die anziehenden Kernkräfte zwischen Nukleonen also nur von den
- Kernteilchen in der unmittelbaren Nachbarschaft ausgehen, addieren sich die abstoßenden Couonkräfte aller Protonen im Kern.
- Da das Mischungsverhältnis von Protonen zu Neutronen für die meisten Isotope eines Elementes nicht optimal ist, sind diese nicht stabil.
- Sie zerfallen innerhalb von Sekundenbruchteilen bis hin zu Jahr Milliarden. Manche wie C14 entstehen in der
- Erdatmosphäre unter Einwirkung des Sonnenwindes. Ein paar wenige sind von der Entstehung des Sonnensystems übrig. oder entstehen
- in der Folge des Zerfalls von diesen Überresten. Viele andere radioaktive Isotope aber sind die Produkte einer Kernspaltung
- oder von anderen Laborexperimenten und somit von Menschen künstlich erzeugt. Es gibt die Up und Down Quarks, die Strange und Charm Quarks sowie die Top
- und Bottom Quarks. Protonen und Neutronen und damit fast alle Materie um uns herum bestehen aus Up und Down Quarks.
- Diese beiden Quarks unterscheiden sich unter anderem in ihrer Masse und ihrer Ladung. Ein Upquark hat eine Ladung von + 2
- Drittel einer Elementarladung, also zwei Drittel der Ladung eines Protons. Ein Downquark hat die Ladung - dritt
- einer Elementarladung, also ein Drittel der Ladung eines Elektrons. Protonen und Neutronen bestehen aus
- jeweils drei Quarks. Welche das sind, lässt sich über die Ladung der Quarks und der Kernteilchen erschließen. Ein Proton ist einfach positiv geladen. Zwei
- Upquarks haben zusammen die Ladung + 4 dritt. Mit einem Downquark kombiniert, also +- 1 dritt, ergibt sich eine Ladung von 1.
- Ein Proton besitzt also zwei Upquarks und ein Downquark.
Zum Nachlesen
AtomkernDer Atomkern ist der innerste, positiv geladene Teil eines Atoms. Die Unterteilung eines Atoms in Atomkern und Atomhülle geht auf Ernest Rutherford zurück, …
AtomJedes Atom gehört zu einem bestimmten chemischen Element und bildet dessen kleinste Einheit. Zurzeit sind 118 Elemente bekannt, von denen etwa 90 auf der …
ProtonDer Atomkern des gewöhnlichen Wasserstoffs ist ein einzelnes Proton. Daher wird das Proton auch als Wasserstoffkern oder Wasserstoffion bezeichnet. Diese …
NeutronDas Neutron [ˈnɔɪ̯trɔn] (Plural Neutronen [ nɔɪ̯ˈtroːnən]) ist ein elektrisch neutrales subatomares Teilchen. Es ist neben dem Proton Bestandteil fast aller …