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Bakhtosh
01.30.2012 , 07:32 PM | #41
Die Wechselwirkungen



So weiter gehts nun .... mal mit diesem kleinen Vid...

Das Standardmodell

http://www.youtube.com/watch?v=WfiDw-mpdso

Vom allerkleinsten Allerkleinsten

http://www.youtube.com/watch?v=JFuEBjIb02A

Grundkräfte der Physik

Die Grundkräfte der Physik sind die Kräfte, die allen physikalischen Phänomenen der Natur zugrunde liegen. Die Physik kennt vier Grundkräfte:

die starke Wechselwirkung,
die elektromagnetische Wechselwirkung,
die schwache Wechselwirkung,
die Gravitation.


Versuche, das Wirken einer fünften Kraft nachzuweisen, sind bisher misslungen.
Im Rahmen der klassischen Physik wurden die Kraftgesetze für die Gravitation und die elektromagnetische Wechselwirkung als vielfach bestätigte, allgemeine Naturgesetze (Axiome) betrachtet. In der Quantenfeldtheorie dagegen werden alle vier Kräfte auf den Austausch virtueller Bosonen zurückgeführt. Dies gelingt für die starke, schwache und elektromagnetische Wechselwirkung (Standardmodell), eine konsistente Quantenfeldtheorie der Gravitation (Quantengravitation) existiert hingegen noch nicht.

Starke Wechselwirkung

Proton

http://www.youtube.com/watch?v=kxAQUE3guO8

Neutron

http://www.youtube.com/watch?v=_nky2XQGQ3k

bindet die Quarks aneinander, bewirkt damit den Zusammenhalt der Hadronen und indirekt der Atomkerne. (Die „Kernkraft“, d. h. die Anziehungskraft zwischen den Nukleonen im Atomkern, ist eine Restwechselwirkung der eigentlichen Starken Wechselwirkung.
sehr kurze Reichweite von 2,5·10 hoch -15 m, da die zugehörige Farbladung auf größere Distanzen nicht „nackt“ auftritt, stärkste aller bekannten Wechselwirkungen Austauschteilchen sind die Gluonen

Gluonen

http://www.youtube.com/watch?v=Vi91qyjuknM

In der Teilchenphysik sind die Gluonen subatomare Elementarteilchen, die indirekt für die Anziehung von Protonen und Neutronen in einem Atomkern verantwortlich sind.
Damit bilden die Gluonen die Austauschteilchen der starken Wechselwirkung. Es gibt 8 verschiedene Gluonen, die zwischen Quarks, den Bausteinen der Hadronen (Baryonen, z. B. Protonen und Neutronen, und Mesonen), ausgetauscht werden.
Gluonen sind elektrisch neutral und werden innerhalb des Standardmodells als masselos angenommen.

Hadron

Als Hadronen bezeichnet man Teilchen, die der starken Wechselwirkung unterworfen sind, im Gegensatz etwa zu Leptonen. Sie sind aus Quarks und deren Antiteilchen zusammengesetzt und somit im eigentlichen Sinn keine Elementarteilchen. Die bekanntesten Hadronen sind die Nukleonen (Neutronen und Protonen), aus denen die Atomkerne aufgebaut sind. Je nach Spin werden die Hadronen eingeteilt in Mesonen, sie haben ganzzahligen Spin. Sie bestehen aus einem Quark und einem Antiquark, dem Antiteilchen eines Quarks.

Baryonen

Baryonen, sie haben halbzahligen Spin. Sie bestehen aus drei Quarks (Antibaryonen aus drei Antiquarks).
Beispiele für Mesonen sind Pi-Meson und K-Meson, für die Baryonen Neutron und Proton. Neben diesen Hadronen gibt es noch zahlreiche weitere Hadronen.
Da Quarks den Spin 1/2 haben, sind Baryonen ebenfalls Fermionen mit halbzahligem Spin, Mesonen dagegen Bosonen mit ganzzahligem Spin.

Leptonen

Mit Leptonen bezeichnet man eine Klasse von Elementarteilchen, von denen man annimmt, dass sie zusammen mit den Quarks und den Eichbosonen die fundamentalen Bausteine bilden, aus denen sich die Materie zusammensetzt. Dies wird im Standardmodell der Elementarteilchen der Physik beschrieben.

Eichbosonen

http://www.youtube.com/watch?v=JHVC6F8SOFc

Eichbosonen (Synonyme: Austauschteilchen, Trägerteilchen, Kraftteilchen, Botenteilchen) sind Bestandteil von Quantenfeldtheorien, d. h. deren Eichtheorien. Sie vermitteln in der Teilchenphysik die vier Wechselwirkungen (Grundkräfte der Physik) zwischen den Elementarteilchen. In der Quantenelektrodynamik (QED) wirken Bosonen mit geradzahligem Spin zwischen Ladungen gleichen Vorzeichens anziehend, Bosonen mit ungeradem Spin dagegen abstoßend

Durch den Austausch von Eichbosonen verändern sich die Eigenschaften der Teilchen, zwischen denen die Wechselwirkung stattfindet .

Elektromagnetische Wechselwirkung

http://www.youtube.com/watch?v=p5QXZ0__8VU

Verantwortlich für die meisten alltäglichen Phänomene (Licht, Elektrizität und Magnetismus, Chemie, Festkörpereigenschaften, …)
unendliche Reichweite (allerdings kompensieren sich üblicherweise positive und negative Ladungen recht exakt)
Kann anziehend oder abstoßend wirken, je nach Vorzeichen der beteiligten Ladungen
im Vergleich zur starken Wechselwirkung 10 hoch -2m (ein hundertstel) so stark
Austauschteilchen ist das Photon

Photon

http://www.youtube.com/watch?v=TMwrl8Yc3Bw

Das Photon ist die elementare Anregung (Quant) des quantisierten elektromagnetischen Feldes. Anschaulich gesprochen sind Photonen das, woraus elektromagnetische Strahlung besteht, daher wird in der Laiensprache auch der Begriff „Lichtteilchen“ verwendet. Dabei muss jedoch beachtet werden, dass alle Teilchen einschließlich der Photonen auch Welleneigenschaften besitzen.
Jegliche elektromagnetische Strahlung, von Radiowellen bis zur Gammastrahlung, ist in Photonen quantisiert. Das bedeutet, die kleinste Menge an elektromagnetischer Strahlung beliebiger Frequenz ist ein Photon. Photonen haben eine unendliche natürliche Lebensdauer, können aber bei einer Vielzahl physikalischer Prozesse erzeugt oder vernichtet werden. Ein Photon befindet sich nie in Ruhe, sondern bewegt sich immer mit Lichtgeschwindigkeit c.

Daraus folgt, dass es keine Ruhemasse besitzen kann.

Schwache Wechselwirkung

http://www.youtube.com/watch?v=jk6Hm...eature=related

Verantwortlich für bestimmte radioaktive Zerfallsprozesse (z. B. Betazerfall), aber auch wichtig beim Kernfusionsprozess in der Sonne
sehr kurze Reichweite von 10 hoch -18 m aufgrund massiver Austauschteilchen
im Vergleich zur starken Wechselwirkung 10 hoch -13m (ein zehnbillionstel) so stark
Austauschteilchen sind die Bosonen

Radioaktivität

Radioaktiver Zerfall oder Kernzerfall ist die Eigenschaft instabiler Atomkerne, sich spontan unter Energieabgabe umzuwandeln. Die freiwerdende Energie wird in fast allen Fällen als ionisierende Strahlung, nämlich energiereiche Teilchen und/oder Gammastrahlung, abgegeben

Radioaktiver Zerfall ist kein deterministischer Prozess. Der Zerfallszeitpunkt des einzelnen Atomkerns ist völlig zufällig. Allerdings folgt der Vorgang einem Exponentialgesetz, so dass es für jedes Nuklid einen festen Wert der Zerfallswahrscheinlichkeit pro Zeiteinheit gibt. Die Zerfallswahrscheinlichkeit kann auch durch die Halbwertszeit ausgedrückt werden. Die Halbwertszeit ist der Zeitraum, nach dem durchschnittlich die Hälfte der instabilen Atomkerne einer Anfangsmenge zerfallen sind. Sie kann Sekundenbruchteile, aber auch einige Milliarden Jahre betragen. Langlebige Nuklide sind beispielsweise Uran-238, Uran-235, Thorium-232 und Kalium-40. Je kürzer die Halbwertszeit, desto größer ist die Aktivität einer gegebenen Substanzmenge.

Gravitation

http://www.youtube.com/watch?v=mprHa...67F8D199D4E4D4

Dominiert die großräumigen Strukturen des Universums, da nicht abschirmbar (wirkt immer anziehend)
unendliche Reichweite
schwächste aller Wechselwirkungen, im Vergleich zur starken Wechselwirkung nur 10 hoch -38 mal so stark
postuliertes, bislang nicht nachgewiesenes Austauschteilchen ist das Graviton postulierte Wirkung durch alle 10 in der Stringtheorie postulierten, bislang nicht nachgewiesenen, Raumdimensionen

Die Gravitation ist mit großem Abstand die schwächste der vier bekannten Wechselwirkungen, deshalb sind Experimente auf diesem Gebiet schwierig.

Die Gravitationskonstante G gibt in der klassischen Gravitationstheorie die Stärke der Kraft an und ist diejenige Fundamentalkonstante der Physik, deren Wert bisher am ungenauesten bestimmt ist (nur auf vier Dezimalstellen). Aufgrund der unbegrenzten Reichweite der Gravitation und des Umstandes, dass sie sich mit keinem bekannten Verfahren abschirmen lässt, ist sie dennoch die Kraft, welche die großräumigen Strukturen des Kosmos prägt. Sie spielt daher in der Kosmologie eine entscheidende Rolle.
Masse und Gewicht, Dichte und Wichte ( Verhältnis der Gewichtskraft eines Körpers zu seinem Volumen ).
Während die Masse eine Grundeigenschaft eines Körpers, also unabhängig von irgendwelchen Umgebungsbedingungen, ist, verändert sich dessen Gewicht mit der Schwerkraft. Verlagert man also einen Körper von der Erde auf den Mond, so ändert sich seine Masse nicht, sein lokales Gewicht hingegen sehr wohl. Hierbei können aber auch andere Einflüsse eine Rolle spielen: So ist ein Astronaut in einer Umlaufbahn um die Erde nicht wirklich schwerelos, sondern gewichtslos, weil sich seine Schwere durch die Zentrifugalkraft, die durch seinen Umlauf um die Erde entsteht, aufhebt.

Vereinheitlichende Theorien

Eines der Ziele der Physik ist es, alle Grundkräfte oder Wechselwirkungen in einem vereinheitlichten Gesamtkonzept zu beschreiben. Damit könnte es möglich sein, alle bekannten Kräfte auf eine einzige Grundkraft zurückzuführen. Man spricht hier von vereinheitlichten Theorien. Die Theorie, die alle vier bekannten Grundkräfte berücksichtigt, wird die Weltformel oder Theory of Everything (TOE) genannt.
Als große vereinheitlichte Theorie oder Grand Unification Theory (GUT) bezeichnet man eine Theorie, die drei der vier bekannten physikalischen Grundkräfte vereinigen würde, nämlich die starke Wechselwirkung, die schwache Wechselwirkung und die elektromagnetische Wechselwirkung.
Beispielsweise ist die elektromagnetische Wechselwirkung eine Vereinheitlichung der elektrischen und der magnetischen Wechselwirkung. Ebenso ist es gelungen, die elektromagnetische Wechselwirkung und die schwache Wechselwirkung in der Quantenfeldtheorie der elektroschwachen Wechselwirkung vereinheitlicht zu beschreiben. Es handelt sich daher nach dem gegenwärtigen Stand unseres Wissens streng genommen nur um drei verschiedene und voneinander unabhängige Grundkräfte.

Was die Welt im Innersten zusammenhält

http://www.youtube.com/watch?v=YNHsdrHOGqE

Tja ... bin dann wohl doch nicht zur Quantenmechanik gekommen, aber ich denke ihr habt heute schon genug hiermit zu tun

Ja..... es kommt noch mehr dazu...niemand hat geschrieben das es einfach wird...

Viel Spass damit ......

MFG

Bak
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