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Anregungsenergie

Anregungsenergie

Unter dem Begriff Anregungsenergie versteht man in der Physik den energetischen Abstand eines Atom-, Molekül- oder Kernzustands gegenüber seinem Grundzustand. In Viel-Teilchen-Systemen wie der Elektronenhülle eines Atoms oder den Bausteinen des Atomkerns sind nur bestimmte, diskrete Energiezustände möglich. Diese werden Energieniveaus genannt. Der Zustand mit der kleinsten Energie heißt Grundzustand, alle anderen Zustände besitzen gegenüber diesem eine höhere Energie, nämlich die Anregungsenergie. Meist wird die Energie des Grundzustands willkürlich gleich Null gesetzt, so dass die Anregungsenergien die Energien bezogen auf den Grundzustand sind. Da es nur diskrete Energieniveaus gibt, sind auch die Energiesprünge beim Übergang zwischen zwei Niveaus diskret. Kategorie:Physik

Grundzustand

Der Grundzustand eines quantenmechanischen Systems ist dessen Zustand mit der geringstmöglichen Energie. Der Grundzustand eines Systems ist stets stabil, da es keinen tieferen Zustand gibt, in den er zerfallen könnte. Systeme in Zuständen höherer Energie können normalerweise in den Grundzustand zerfallen. Deshalb befinden sich Systeme in einer kalten Umgebung (für die meisten Systeme, z.B. Atome, ist Raumtemperatur schon eine kalte Umgebung) normalerweise in ihrem Grundzustand. Kategorie:Quantenphysik

Atomkern

Der Atomkern bildet, wie der Name schon sagt, den Kern des Atoms. Kenntnisse über die Eigenschaften von Atomkernen sind zum Verständnis der Radioaktivität sowie der Kernspaltung (Kernkraftwerk, Atombombe) und der Kernfusion (Wasserstoffbombe) notwendig. Von dem lateinischen Wort für Kern (nucleus) leitet sich der Begriff nuklear ab, der die Eigenschaften bezeichnet, die
- einen Kern betreffen, insbesondere einen Atomkern
- eine Wirkung radioaktiver Erscheinungen oder Gegenstände betrifft, beispielsweise nukleare Strahlung, nuklearer Reaktor, nuklearer Abfall, nukleare Bombe, nukleare Granate.

Aufbau des Atomkerns

Er besteht aus Protonen und Neutronen die zusammen auch Nukleonen genannt werden. Er befindet sich, anschaulich gesprochen, im Zentrum des Atoms und konzentriert in sich mehr als 99,9% der Masse des gesamten Atoms. der Atomkern ist jedoch 100.000mal kleiner als die Elektronenhülle des Atoms. Neutronen besitzen keine elektrische Ladung. Protonen sind jedoch positiv geladen. Infolgedessen ist der Atomkern elektrisch positiv geladen und kann über die Coulombkraft negativ geladene Elektronen an sich binden. Da die elektrische Ladung des Elektrons bis auf das Vorzeichen gleich der Ladung des Protons ist, muss ein nach außen hin elektrisch neutrales Atom ebenso viele Elektronen in der so genannten Elektronenhülle besitzen, wie Protonen im Kern. Atome mit einer unterschiedlichen Anzahl von Protonen und Elektronen sind nach außen hin elektrisch geladen und werden Ionen genannt. Die positiv geladenen Protonen im Kern stoßen sich gegenseitig aufgrund der Coulombkraft ab. Da der Atomkern jedoch trotzdem nicht auseinander fliegt, muss im Kern eine weitere Kraft existieren, durch die sich die Nukleonen gegenseitig anziehen und die stärker ist als die Coulombkraft. Diese Kraft wird auch als Starke Wechselwirkung-Kernkraft bezeichnet. Die elementaren Kräfte, die zur Anziehung zwischen den Nukleonen führen, sind sehr kompliziert und bis heute nur näherungsweise beschrieben. Ihre Aufklärung ist unter anderem Gegenstand der Kernphysik.

Kernmodelle

Im Vergleich zur Atomphysik mit dem quantenmechanischen Atommodell, wo lediglich die elektromagnetische Wechselwirkung eine Rolle spielt, existiert in der Kernphysik kein Modell zur umfassenden Beschreibung aller Vorgänge im Atomkern. So gibt es verschiedene Modelle für unterschiedliche Fragestellungen. Ähnlich dem Schalenmodell in der Atomphysik gibt es auch in der Kernphysik ein Schalenmodell, das es erlaubt, die Energiezustände eines einzelnen Nukleons trotz fehlendem Zentralpotenzial in einem mittleren Potenzial zu berechnen. Die meisten angeregten Zustände eines Atomkerns können jedoch nur durch die kollektive Anregung mehrerer Nukleonen erklärt werden. Für die Beschreibung solcher Zustände kann man das kollektive Modell heranziehen. Die Eigenschaften von großen Atomkernen werden durch ein vibrierendes Tröpfchenmodell beschrieben.
- Das Tröpfchenmodell (Niels Bohr 1936) beschreibt den Atomkern als Tröpfchen einer geladenen Flüssigkeit. Mit diesem klassischen Modell kann etwa die Kernspaltung gut erklärt werden (Bohr und John Archibald Wheeler 1939).
- Das Schalenmodell (Eugene Paul Wigner, Maria Goeppert-Mayer, J. Hans D. Jensen 1949) führt den Aufbau der Atomkerne auf quantenmechanische Gesetzmäßigkeiten (Pauli-Prinzip) zurück. Die Wechselwirkung zwischen den Kernbausteinen, den Nukleonen (Protonen, Neutronen) wird dabei mit berücksichtigt. Das Schalenmodell kann die Stabilität mancher Kerne erklären. Neben diesen beiden gängigen Modellen gibt es weitere (das folgende orientiert sich stark an Flügge 1957):
- das Fermi Gas Modell (auch uniformes Modell). In diesem Modell werden die Nukleonen trotz der starken Wechselwirkungen als frei beweglich postuliert. Der Nukleus hat in diesem Modell unendliche Ausdehnung, womit die Wellenfunktionen der einzelnen Nukleonen flache Wellen sind;
- das optische Modell (auch complex potenzial well model oder cloudy crystal ball model) erlaubt die quantenmechanische Betrachtung von Kernreaktionen, indem der Nukleus als lichtbrechendes Medium vorgestellt wird;
- das alpha-Teilchen-Modell. Alpha Teilchen sind stabile Untereinheiten innerhalb des Kerns;
- das vereinte Modell (mit dem kollektiven Modell als Spielart).
- das potenzial well model;
- das compound nucleus model; Modelle des Atomkerns fallen in zwei Kategorien:
- starke Wechselwirkungsmodelle: der Atomkern wird als Ansammlung von eng gepaarten Nukleonen verstanden (Tröpfchenmodell, alpha-Teilchen Modell und partiell auch das optische Modell, compound well model);
- unabhängige Teilchenmodelle: die Nukelonen bewegen sich relativ frei im Kern (Fermi Gas Modell, optisches Modell, Schalenmodell, potenzial well model). Zwischen den einzelnen Modellen lassen sich folgende Beziehungen aufstellen: # Das Schalenmodell ist eine Verfeinerung des Fermi Gas Modells; # Das Fermi Gas Modell und das Tröpfchenmodell basieren auf diametral entgegengesetzten Annahmen, erklären jedoch beide nukleare Eigenschaften wie die Bindungsenergien; # Das optische Modell ist ein Hybrid zwischen potenzial well und compound nucleus model; # Schalenmodell und vereintes Modell sind äquivalent. Jedes der genannten Modelle ist nur für einen bestimmten nuklearen Phänomenbereich anwendbar. Es gibt keine konsistente Theorie, die alle nuklearen Phänomene umfasst.

Literatur

- T. Mayer-Kuckuck, Kernphysik, Verlag: B.G. Teubner Stuttgart, 1994, 6. durchgesehene Auflage, ISBN 3-519-03223-6
- B. Povh, K. Rith, C. Scholz, F. Zetsche, Teilchen und Kerne, Springer-Verlag Heidelberg, 1994, 2. neu bearbeitete und erweiterete Auflage, ISBN 3-540-58172-3
- S. Flügge (Hersg.), Handbuch der Physik, Band XXXIX: Bau der Atomkerne, Göttingen: Springer-Verlag, 1957.

Siehe auch

- Atommodell
- Atom
- Atomphysik

Videos

- Real Video: [http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&f=010318.rm&g2=1 Was ist ein Atomkern?] (Aus der Fernsehsendung Alpha Centauri)

Weblinks

- [http://www.physik.uni-muenchen.de/leifiphysik/web_ph12/grundwissen/11kernmodelle/kernmodelle.htm animierte Seite der LMU München zu Kernmodellen (Potenzialtopf~, Tröpfchen~) ]
- [http://atom.kaeri.re.kr/ton/index.html umfangreiche Nuklidkarte] Kategorie:Kernphysik Kategorie:Atomphysik ja:原子核 ko:원자핵

Grundzustand

Kategorie:Physik

Hauptartikel:
Physik
Portal:Physik zu Forschungsinstituten/-zentren siehe auch: :Kategorie:Forschungsinstitut, :Kategorie:Forschungszentrum, :Kategorie:Wissenschaftliche Gesellschaft Kategorie:!Hauptkategorie Kategorie:Naturwissenschaft Kategorie:Thema als:Kategorie:Physik ja:Category:物理学 ko:분류:물리학 ms:Category:Fizik th:Category:ฟิสิกส์

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Ryk
In ryk is yn de taksonomy it heechste nivo fan taksa. Under it ryk komt it nivo fan de stamme.

Oarsprong

Lineaus brûkte yn syn Systema Naturae it "ryk", yn it Latyn regnum, as it heechste nivo fan syn taksonomy. Hy beskreau trije riken, dy't yn syn tiid sjoen waarden as folslein ûnôfhinklik:
- Dieren
- Planten
- Mineralen

Besibbens

Mei de opkomst fan

Manati
De Manati (Trichechus manatus) is ien fan de trije soarten út it skaai fan de Lamantinen.

Wengebiet

De Manati libbet yn ûndjip wetter oan de kusten fan de Kariben. Om't er graach wat omdoarmje mei wurdt er ek wol op rivieren fûn wurdt; yn Súd-Amearika is in Manati in kear 800 km fan de kust it lân yn fûn. Mar oarsom is der ek wolris ien 15 km fan de kust yn iepen see oantroffen. De dieren gean ek wol de Atlantyske kust lâns nei it noarden.

Iten

De Manati yt it meast wetterplanten sa as Ielgers. Alle dagen yt in Man

Sealterfrysk
It Sealterfrysk, of Sealtersk, is in Westgermaanske taal, dy't troch likernôch 2.200 minsken sprutsen wurdt yn Sealterlân, west fan Oldenburch (Nedersaksen), sa'n 50 km oer de Nederlânske grins by Nijeskâns.

Gebiet

Sealterlân wie oant sawat 1900 in sâneilân midden yn faak ûnbegeanbere hege feanen. Mei troch dy isolearre lizzing is de Fryske taal hjir bewarre

Sealtersk
It Sealterfrysk, of Sealtersk, is in Westgermaanske taal, dy't troch likernôch 2.200 minsken sprutsen wurdt yn Sealterlân, west fan Oldenburch (Nedersaksen), sa'n 50 km oer de Nederlânske grins by Nijeskâns.

Gebiet

Sealterlân wie oant sawat 1900 in sâneilân midden yn faak ûnbegeanbere hege feanen. Mei troch dy isolearre lizzing is de Fryske taal hjir bewarre

Trichechus manatus
De Manati (Trichechus manatus) is ien fan de trije soarten út it skaai fan de Lamantinen.

Wengebiet

Iten

De Manati yt it meast wetterplanten sa as Ielgers. Alle dagen yt in Man

Stamme
In stamme is yn de taksonomy it twadde nivo fan taksa. Boppe de stamme komt it nivo fan it ryk; ûnder de stamme komt it nivo fan de klasse. Net alle stammen binne lyk. De Lidpoatigen (Arthropoda) is in stamme mei hast in miljoen soarten; de Krânsdierkes (Cycliophora) is in stamme mei mar ien soart. Foa

Krânsdierkes
De Krânsdierkes (Cycliophora) is in stamme yn it ryk fan de Dieren (Animalia). De stamme hat mar ien soarte, de Symbion (dier) (Symbion pandora). Yn 1995 waard troch Reinhardt Kristensen en Peter Funch in dierke beskreaun, dat yn de sechtiger jierren troch Tom Fenchel fûn wie, dat o

Symbions
De Symbions (Symbion) binne in skaai yn de stamme de Krânsdieren (Cycliophora). Om't dy stamme mar ien soarte omfet binne de oare nivos fan de taksonomy hjir net definiearre.

Klassifikaasje

- Stamme: Krânsdierkes (Cycliophora)
-
- Skaai: Symbions (Symbion)

Cycliophora
De Krânsdierkes (Cycliophora) is in stamme yn it ryk fan de Dieren (Animalia). De stamme hat mar ien soarte, de Symbion (dier) (Symbion pandora). Yn 1995 waard troch Reinhardt Kristensen en Peter Funch in dierke beskreaun, dat yn de sechtiger jierren troch Tom Fenchel fûn wie, dat o

Symbion
De Symbion (Symbion pandora) is de ienichste soarte yn it skaai fan de Symbions en yn de stamme fan de Krânsdierkes. It is dierke fan net mear as in heale milimeter dat op de hieren op de mûleparten fan de Noarske Kreeft libbet.

Untdekking

De Symbion wie útdutsen yn de sechtiger jierren troch