Teilchen: Unterschied zwischen den Versionen

Aus AnthroWiki
VisuellWikitext
K (Änderungen von Joachim Stiller (Diskussion) wurden auf die letzte Version von [[User:imported>Joachim Stiller|imported>Joachim Stiller]] zurückgesetzt)
Markierung: Zurücksetzung
(Änderungen rückgängig gemacht; neuer AbschniTeilchenzahl in neuen Abschnitt verschoben)
Zeile 2: Zeile 2:


Ein Teilchen, auf das keine [[Kraft|Kräfte]] einwirken (das sich also in keinem [[Potential]] befindet), ist ein '''freies Teilchen'''.
Ein Teilchen, auf das keine [[Kraft|Kräfte]] einwirken (das sich also in keinem [[Potential]] befindet), ist ein '''freies Teilchen'''.
Die '''Teilchenzahl''' <math>N</math> gibt die absolute [[Anzahl]] der Teilchen in einem [[System]] an und ist direkt proportional zur [[Stoffmenge]]. Sie ist eine [[Extensive Größe|extensive]], [[Dimensionslose Größe|dimensionslose]] [[physikalische Größe]]. Die Teilchenzahl in einem [[Mol]] einer beliebigen Substanz wir durch die nach [[Amedeo Avogadro]] benannte [[Avogadro-Konstante]] <math>N_{\rm A} = 6{,}022\;140\;76 \cdot 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}</math> angegeben, deren Wert seit der Neudefinition des [[Internationales Einheitensystem|Internationalen Einheitensystems]] im Jahr [[2019]] exakt festgelegt ist.
Die durchschnittliche Weglänge, die ein Teilchen zurücklegt, ehe es mit einem anderen Teilchen zusammenstößt, wird als '''mittlere freie Weglänge''' <math>\lambda</math> bezeichnet. Sie hängt mit der '''Teilchendichte''' (also der [[Konzentration (Chemie)|Konzentration]] der Teilchen) <math>n = \frac{N}{V}</math> und dem [[Totaler Wirkungsquerschnitt|totalen Wirkungsquerschnitt]] <math>\sigma</math> wie folgt zusammen: <math>\lambda = \frac{1}{n \cdot \sigma}</math>


== Subatomare Teilchen ==
== Subatomare Teilchen ==
Zeile 14: Zeile 10:


'''Nanoteilchen''' (auch: '''Nanopartikel''') mit einer typischen Größe von 1 - 100 [[Nanometer]] bzw. [[Cluster (Physik)|Cluster]], die aus einigen wenigen bis zu vielen tausend Atomen oder Molekülen bestehen, zeigen oft schon den [[Flüssigkeit]]en oder [[Feststoff]]en vergleichbare Eigenschaften. Eine '''Nanoröhre''' ({{enS|''Nanotube''}}) ist beispielsweise ein länglicher Hohlkörper mit einem [[Durchmesser]] von weniger als 100 [[Nanometer]]n. Am bedeutensten und besten untersucht sind [[Kohlenstoffnanoröhre]]n. '''Aggregierte Diamant-Nanostäbchen''' ({{enS|aggregated diamond nanorods}}, ''ADNR'') sind eine besonders dichte Form des [[Kohlenstoff]]s, die so hart ist, dass sie sogar natürliche [[Diamant]]en zu ritzen vermag.
'''Nanoteilchen''' (auch: '''Nanopartikel''') mit einer typischen Größe von 1 - 100 [[Nanometer]] bzw. [[Cluster (Physik)|Cluster]], die aus einigen wenigen bis zu vielen tausend Atomen oder Molekülen bestehen, zeigen oft schon den [[Flüssigkeit]]en oder [[Feststoff]]en vergleichbare Eigenschaften. Eine '''Nanoröhre''' ({{enS|''Nanotube''}}) ist beispielsweise ein länglicher Hohlkörper mit einem [[Durchmesser]] von weniger als 100 [[Nanometer]]n. Am bedeutensten und besten untersucht sind [[Kohlenstoffnanoröhre]]n. '''Aggregierte Diamant-Nanostäbchen''' ({{enS|aggregated diamond nanorods}}, ''ADNR'') sind eine besonders dichte Form des [[Kohlenstoff]]s, die so hart ist, dass sie sogar natürliche [[Diamant]]en zu ritzen vermag.
== Teilchenzahl ==
Die '''Teilchenzahl''' <math>N</math> gibt die absolute [[Anzahl]] der Teilchen in einem [[System]] an und ist direkt proportional zur [[Stoffmenge]]. Sie ist eine [[Extensive Größe|extensive]], [[Dimensionslose Größe|dimensionslose]] [[physikalische Größe]]. Die Teilchenzahl in einem [[Mol]] einer beliebigen Substanz wir durch die nach [[Amedeo Avogadro]] benannte [[Avogadro-Konstante]] <math>N_{\rm A} = 6{,}022\;140\;76 \cdot 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}</math> angegeben, deren Wert seit der Neudefinition des [[Internationales Einheitensystem|Internationalen Einheitensystems]] im Jahr [[2019]] exakt festgelegt ist.
Die durchschnittliche Weglänge, die ein Teilchen zurücklegt, ehe es mit einem anderen Teilchen zusammenstößt, wird als '''mittlere freie Weglänge''' <math>\lambda</math> bezeichnet. Sie hängt mit der '''Teilchendichte''' (also der [[Konzentration (Chemie)|Konzentration]] der Teilchen) <math>n = \frac{N}{V}</math> und dem [[Totaler Wirkungsquerschnitt|totalen Wirkungsquerschnitt]] <math>\sigma</math> wie folgt zusammen: <math>\lambda = \frac{1}{n \cdot \sigma}</math>


== Quantenphysikalische Phänomene ==
== Quantenphysikalische Phänomene ==

Version vom 22. August 2022, 08:00 Uhr

Als Teilchen oder Partikel (eng. particle) werden in der Physik idealisierte Objekte bezeichnet, die sehr klein im Verhältnis zu dem gesamten betrachteten System sind. Sie werden daher theoretisch auch vielfach als ausdehnungslose Punktteilchen bzw. - sofern massebehaftet - als Punktmassen behandelt. Kleinste massebehaftete Teilchen werden auch als Korpuskel (von lat. corpusculum „Körperchen“) bezeichnet und im Rahmen der klassischen Physik als winzige materielle Gegenstände vorgestellt. Diese Vorstellung ist allerdings nur für solche Größenbereiche gerechtfertigt, in denen keine quantenphysikalischen Phänomene zu berücksichtigen sind. Im Bereich der Moleküle und namentlich der Atome ist das nur mehr sehr, sehr eingeschränkt und bei den Elementarteilchen gar nicht mehr möglich.

Ein Teilchen, auf das keine Kräfte einwirken (das sich also in keinem Potential befindet), ist ein freies Teilchen.

Subatomare Teilchen

Subatomare Teilchen sind kleiner, aber nicht notwendigerweise leichter als Atome. Dabei kann es sich um Elementarteilchen oder um aus Elementarteilchen zusammengesetzte Teilchen handeln. Zusammengesetzte Teilchen sind etwa Atomkerne, die aus Protonen und Neutronen (ausgenommen Wasserstoff, dessen häufigstes Isotop 1H nur aus einem Proton im Kern besteht) aufgebaut sind. Aber auch die Protonen und Neutronen (die sog. Nukleonen) selbst sind keine Elementarteilchen, da sie ihrerseits - wie alle Baryonen - aus 3 Quarks gebildet werden. Weitere zusammengesetzte Teilchen sind die Mesonen, die aus Quark-Antiquark-Paaren aufgebaut sind.

Nanoteilchen

Nanoteilchen (auch: Nanopartikel) mit einer typischen Größe von 1 - 100 Nanometer bzw. Cluster, die aus einigen wenigen bis zu vielen tausend Atomen oder Molekülen bestehen, zeigen oft schon den Flüssigkeiten oder Feststoffen vergleichbare Eigenschaften. Eine Nanoröhre (eng. Nanotube) ist beispielsweise ein länglicher Hohlkörper mit einem Durchmesser von weniger als 100 Nanometern. Am bedeutensten und besten untersucht sind Kohlenstoffnanoröhren. Aggregierte Diamant-Nanostäbchen (eng. aggregated diamond nanorods, ADNR) sind eine besonders dichte Form des Kohlenstoffs, die so hart ist, dass sie sogar natürliche Diamanten zu ritzen vermag.

Teilchenzahl

Die Teilchenzahl gibt die absolute Anzahl der Teilchen in einem System an und ist direkt proportional zur Stoffmenge. Sie ist eine extensive, dimensionslose physikalische Größe. Die Teilchenzahl in einem Mol einer beliebigen Substanz wir durch die nach Amedeo Avogadro benannte Avogadro-Konstante angegeben, deren Wert seit der Neudefinition des Internationalen Einheitensystems im Jahr 2019 exakt festgelegt ist.

Die durchschnittliche Weglänge, die ein Teilchen zurücklegt, ehe es mit einem anderen Teilchen zusammenstößt, wird als mittlere freie Weglänge bezeichnet. Sie hängt mit der Teilchendichte (also der Konzentration der Teilchen) und dem totalen Wirkungsquerschnitt wie folgt zusammen:

Quantenphysikalische Phänomene

Im Bereich der Quantenphysik werden „Teilchen“ bzw. Quantenobjekte nicht einseitig als lokalisierte Objekte, sondern zugleich auch als Welle behandelt (→ Welle-Teilchen-Dualismus) und durch eine entsprechende Wellenfunktion dargestellt, deren Amplitudenquadrat die Wahrscheinlichkeit angibt, für eine ausgewählte Eigenschaft des Teilchens (z.B. seinen Impuls oder seine Energie) an einem bestimmten Ort und zu einem bestimmten Zeitpunkt einen bestimmten Wert zu messen. Daher kann auch in diesem Sinn nicht von einer durchgängigen realen Existenz des Teilchens gesprochen werden, sondern nur von einer durch die Interaktion mit dem Messgerät bedingten Erscheinung einer ausgewählten Eigenschaft.

Auch makroskopisch fassbare Stoffe zeigen unter bestimmten Bedingungen nur quantenphysikalisch erklärbare Phänomene wie etwa Suprafluidität oder Supraleitfähigkeit

Siehe auch

Abgerufen von „https://anthrowiki.at/index.php?title=Teilchen&oldid=533618“