Atom- und Kernphysik

Zusammenfassung

Alle Stoffe lassen sich nicht beliebig fein unterteilen, sondern bestehen aus kleinsten Bauteilen, auf der Erde aus Atomen oder Atomgruppen, den Molekülen. Das zeigt sich besonders in der kinetischen Gastheorie (Abschn. 2.3.1) und ist die Grundlage der Chemie. Die Durchmesser der Atome ergeben sich z.B. aus der Gastheorie zu größenordnungsmäßig 10⁻¹⁰m, ihre Massen liegen zwischen 1, 672 · 10⁻²⁷kg (Wasserstoffatom) und 423 · 10⁻²⁷kg (Nobeliumatom). Ursprünglich galten die Atome als unteilbar. In der Elektrizitätslehre zeigt sich jedoch, dass die Atome in elektrisch positive und elektrisch negative Teilchen zerlegt werden können. Dabei sind die negativen Teilchen im einfachsten Fall die Elektronen mit einer Ladung e₀ = − 1,602 · 10⁻¹⁹ As, der Elementarladung, und einer gegenüber der Atommasse verschwindend kleinen Masse m_e = 9,109 · 10⁻³¹ kg. Einem Wasserstoffatom kann man z.B. maximal ein, einem Heliumatom maximal zwei Elektronen entziehen (ionisieren). Die zurückbleibenden Teile haben eine bzw. zwei positive Elementarladungen und praktisch die ganze Masse des Atoms. Eine Aussage über die Abmessungen der Atomteile erhält man u. a. folgendermaßen