Physik-09: Atom, Kern- und Quantenphysik

Warum passiert es, dass manche Stoffe Strahlung aussenden – und warum hilft ausgerechnet die Halbwertszeit, das Alter von Dingen zu bestimmen? Du startest bei den Grundlagen: dem Atom als Kern und Hülle. Du lernst Protonen, Neutronen und Elektronen kennen, verstehst die Größenverhältnisse von winzigem Kern und riesiger Hülle und nutzt die Ordnungszahl als klares Kennzeichen eines Elements. Danach siehst du, warum Modelle sich ändern dürfen (und müssen): vom Dalton-Modell über Rutherfords Streuversuch bis zum Bohrschen Modell. So wird greifbar, wie naturwissenschaftliche Erkenntnisse entstehen, überprüft werden – und alte Erklärungen ersetzt werden. Im Teil zur Radioaktivität bekommst du einen sauberen Überblick über Alpha-, Beta- und Gammastrahlung, ihr Durchdringungsvermögen und passende Abschirmung – inklusive natürlicher Strahlung aus Umwelt und Weltall. Du verstehst den zufälligen Zerfall von Kernen, liest Zerfallskurven und lernst Beispiele für kurze und lange Halbwertszeiten kennen, bis hin zur Altersbestimmung mit C‑14. Anwendungen und Bewertung kommen nicht zu kurz: Strahlentherapie, Diagnostik und Sterilisation sowie Strahlenschutz (Abstand, Abschirmung, kurze Einwirkzeit). Anschließend geht’s zur Kernenergie: Uran-Spaltung, Neutronen und Kettenreaktion – kontrolliert im Reaktor, unkontrolliert in der Bombe – plus Funktionsprinzip von Kernkraftwerken, Endlagerfrage und Debattenargumente. Zum Schluss öffnest du die Tür zur modernen Physik: Photon und Fotoeffekt, Welle-Teilchen-Dualismus und Wahrscheinlichkeiten – sowie Relativität mit konstanter Lichtgeschwindigkeit, Zeitdehnung und E=mc².