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herry
22.11.08, 13:18
Teilchenphysik – das Standardmodell
Der Grundbaustein der Physik



Einleitung in das Standardmodell:
Das uns alle bekannte Model eines Atoms aus dem Chemie Unterricht unser damaligen oder jetzigen Schule kennen wir alle. Das Elektron, das Proton und das Neutron werden uns im hintersten Kopf alle noch herum schwirren und vielleicht die eine oder andere graue Zelle reaktivieren mit der wir irgendetwas mit diesen Namen in Verbindung bringen können. Doch was wissen wir noch genau über diese Namen?

Proton: ein elektrisch positiv geladenes Teilchen im Atomkern
Neutron: ein elektrisch neutral geladenes Teilchen im Atomkern
Elektron: ein elektrisch negativ geladenes Teilchen auf einer Bahn um den Atomkern herum

Damit war für uns die Sache gegessen und mehr sollten und wollten wir auch gar nicht wissen. Vielleicht wurde uns noch die wahnwitzige Zahl von 6,022 141 79 (30) * 10²³, was auf Deutsch 602 Trilliarden heißt, genannt. Vielleicht kennen Sie sie noch unter dem Namen 1 Mol?!
Mol war die Stoffmenge eines Systems, dass aus ebenso vielen Einzelteilchen besteht wie Atome in 0,012 Kilogramm des Nuklids Kohlenstoff-12 (12c) enthalten sind. Solch riese Zahlen sind in der heutigen Physik gar nicht mehr weg zu denken.

Und was wissen wir heute über die Struktur eines Atomes?

Proton: ist ein langlebiges positiv geladenes Hadron (Formelzeichen p). Es besteht aus zwei u-Quarks und einem d-Quark (Formel- „uud“  up up down). Es ist von einem See aus Gluonen und Quark-Antiquark-Paaren umgeben. Weniger als 20% der Masse des Protons kommt von den sogenannten Valenzquarks. Der Rest bildet sich aus den Gluonen die die starke Kraft (starke Wechselwirkung) übertagen. Der Durchmesser eines Protons beträgt gerade mal 1,7 * 10-15 m. Zu dem ist das Proton ein Baryon.

Neutron: ist ein elektrisch neutrales Hadron (Formelzeichen n), besitzt aber dennoch ein schwachen magnetischen Moment. Es ist Bestandteil des Atomkernes wie das Proton und zusammen kann man beide als Nukleonen bezeichnen. Sofern es nicht in einem Atomkern gebunden ist, ist das Neutron nicht stabil. Das Neutron besitzt ein ½ Spin wie das Proton und ist damit ein Fermion. Es gehört zu der „Familie“ der Baryonen und besteht aus zwei d-Quarks und einem u-Quark (Formel- „udd“ up down down). Zu dem erstreckt sich die mittlere Lebensdauer bis auf 885,7 ± 0,8 Sekunden.

Elektron: ist auch unter den Namen Negatron bekannt. Das Elektron gehört zu den Leptonen und hat wie das Neutron und Proton einen ½ Spin. Und da sie einen halbzahligen Spin besitzen gehören sie automatisch zur Klasse der Fermionen. Das Elektron führt weit weg von allen anderen den Rekord der mittleren Lebensdauer auf 1024 Jahre. Im Gegensatz dazu, dass Universum ist „gerade mal“ 13,7 ± 0,5 Mrd. Jahre alt.

"..."
(jetzt kommt eigentlich eine Tabelle mit Eigenschaften vom Elektron/Proton/Neutron, aber da die Formatierung verloren geht, lasse ich das mal weg)
"..."

Eine kleine Einführung dafür, was wir im Unterricht alles nicht lernen mussten. Aber wie Sie sich vorstellen können waren das noch nicht alle Teilchen. Hier mal eine kleine Vorspeise zum „Dinner“: Photon, Gluon, Graviton, W- und Z-Boson/Higgs-Boson/Eichboson, , Leptonen, Quarks, Mesonen, Baryonen, Tachyonen, Antiteilchen und noch andere.

Das erst einmal zu den ganzen Teilchen. Was aber genau ist das Standardmodell eigentlich? Woraus besteht es?

Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik ist eine physikalische Theorie. Mit Hilfe von Mathematischen Formeln beschreibt sie die uns bekannten Elementarteilchen und deren Wechselwirkungen zwischen diesen. Die drei uns bisher bekannten Wechselwirkungen sind die starke Wechselwirkung, die schwache Wechselwirkung und die elektromagnetische Wechselwirkung. Man könnte das Standardmodell (SM – abgekürzt) auch als eine relativistische Quantenfeldtheorie bezeichnen. Unteranderem ist sie den Gesetzen der speziellen Relativitätstheorie untergeordnet. Die fundamentalen Objekte sind Felder in der Raumzeit (Feldtheorie), die nur in bestimmte Pakete verändert werden (Quantentheorie). Die Vorhersagen des SMs werden durch viele teilchenphysikalische Experimente gut untermauert. Allerdings sind noch einige wenige Teilchen davon noch nicht betroffen die durch das SM hervor gesagt werden z.B.: Higgs-Boson, Graviton. Auch bezieht das SM die 4 Grundkraft, die Gravitation nicht mit ein und kann dadurch bestimmte Beobachtungen nicht genügend erklären. Hinzu kommt das 18 Parameter Unabhängig von der Theorie vorher festgelegt werden müssen durch Experimente. Dadurch wird das SM recht „biegsam“ und kann sich in einem gewissen Rahmen den tatsächlich gemachten Beobachtungen anpassen. Auch wenn diese Theorie nur den Grundbaustein der modernen Teilchenphysik darstellt, reicht es insgesamt dennoch nicht für die Erklärung der Welt aus. Es gibt schon zahlreiche Bemühungen sie zu erweitern oder abzulösen.

Im Standardmodell sind 12 Materiebausteine in 3 Teilchen-Familien (Teilchen-Generation) unterteilt. Bisher bestand noch nicht die Notwendigkeit von mehr als 3 Teilchen-Familien auszugehen.
Zu ersten Familie gehören die
• Elektronen
• Neutrinos (entstehen bei Kernzerfällen und in der Sonne)
• Up- und Down-Quarks
Zur zweiten Familie gehören die
• Das Myon
• Das Myon-Neutrino
• Das Charm- und Strange-Quark
Und zur dritten Familie gehören die
• Das Tauon
• Das Tauon-Neutrino,
• Das Top- und Bottom-Quark
Die uns umgebene stabile Materie besteht aus 4 dieser Teilchen- den Teilchen der ersten Familie: Elektronen, Elektron-Neutrinos, Up-Quarks und Down-Quarks. Die anderen 8 Teilchen sind schwerere Kopien der ersten Familie und können anhand der kosmischen Strahlung nachgewiesen werden. Diese sind aber Instabil und wandeln sich wie vorher erwähnt in die Teilchen der ersten Familie um. Der genaue Grund für ihre Existenz bleibt dennoch ungeklärt. Entsprechend ihrer Eigenschaften werden diese 12 elementaren Teilchen in „Gruppen“ eingeteilt: Quarks und Leptonen


Leptonen:
› Bezeichnung „Lepton“ hat griechische Wurzeln (leptòs = „leicht“, „klein“)
› Leptonen sind Fermionen, sie unterliegen damit als Teilchen mit halbzahligem Spin der Fermi-Dirac-Statistik und damit auch dem Pauli-Prinzip, was auf die Besetzung der einzelnen energetischen Zustände entscheidenden Einfluss hat.
› Leptonen unterliegen der schwachen Wechselwirkung. Diese Kraft ist eine anziehende oder abstoßende Kraft, sondern wandelt Teilchen ineinander um. Sie ist unter
anderem für den ß- - Zerfall verantwortlich, bei dem sich ein Neutron in ein Proton, ein Elektron und ein Elektron-Antineutrino umwandelt.

› Leptonen sind Elementarteilchen. Da sie nicht zu den Quarks gehören, tauschen sie keine Gluonen aus und unterliegen nicht der starken Wechselwirkung.
› Trägt ein Lepton eine elektrische Ladung (Myon, Tauon, Elektron) unterliegt es der elektromagnetischen Wechselwirkung.
› Leptonen unterliegen der Gravitation. Elektron und Elektron-Neutrino haben aber eine sehr kleine Masse, was die Gravitationswirkung in Grenzen hält. (Deswegen wird die Gravitation im Schul-Unterricht gerne vernachlässigt)


› ungeladene Leptonen sind die Neutrinos. Sie sind sehr schwer nachzuweisen, da sie mit anderen Materieteilchen kaum wechselwirken. Mit der kosmischen Strahlung erreichen uns ständig 10 13 Neutrinos pro cm³ und Sekunde. Neue Experimente gehen von einer kleinen aber endlichen Masse von Neutrinos aus.
› Neueste Erkenntnisse auf diesem Gebiet deuten an, dass Neutrinos nicht stabil sind, sondern sich in einander umwandeln können.

Quarks:
› Murray Gell-Mann und George Zweig (Caltech) postulieren 1964 die Quarks.
› Quarks besitzen wie Leptonen einen ½ Spin und sind somit Fermionen.
› Die 6 Quark-Arten unterscheidet man, indem man ihnen jeweils ein Quark-Flavors (engl. Für Geschmackrichtung) zuschreibt: Up, Down, Strange, Charm, Bottom (Beauty), Top (Truth).



› Up-Quark
- Name wegen des Isospin (Quantenzahl)
- Isospin entspricht einem Drehimpuls – up oder einem down +½
- Masse: weil Quarks nie alleine, sondern immer in Gruppen auftreten, lässt sich nur aus der Masse der Gruppe auf die einzelnen Quarks erschließen
› Down-Quark
- Isospin: - ½
- Nach bisherigen Erkenntnissen ist das Down-Quark stabil
› Strange-Quark (strange-seltsam)
- Eingeführt, um Aufbau einiger Baryonen wie Σ+, Σ-, Σ0 zu erklären
- Negative Quantenzahl Strangeness eines Teilchen gibt die Anzahl der enthaltenen Strange-Quarks an
Seltsame Materie (Strangelet)
Die seltsame Materie besteht aus den Elementarteilchen, die auf unserer Erde nicht natürlich vorkommen und die das Strange-Quark enthalten. Teilchen die aus 3 Quarks, wie z.B.: Proton und Neutron bestehen, werden als Baryon bezeichnet. Wenn dazu ein Stange Quark im Teilchen enthalten ist bekommt es den Namen Hyperon. Die Hyperonen sind instabil. Mesonen, die aus einem Quark und einem Antiquark bestehen, können das Strange-Quark enthalten. Beispiel: das Kaon. Es können aber auch doppelt seltsame Teilchen vorkommen.
› Charm-Quark
- Gegenstück des Strange-Quarks
- Besitzt die Charm-Quantenzahl C = 1
- Die Charm-Quantenzahl war 1974 eingeführt worden, um das neu entdeckte J/Ψ-Mesonen in den Teilchenzoo einordnen zu können.
- Wurde 1970 vorhergesagt, 1974 erstmals künstlich erzeugt.
- Lebensdauer beträgt ungefähr 10-12 Sekunden
- Sie können sich nur über die „schwache Wechselwirkung“ in Strang-Quarks wandeln; daher haben Verbindungen mit Charme-Quarks eine relativ lange Lebensdauer
› Bottom-Quark (Beauty)
- Erstmals 1977 nachgewiesen
- Lebensdauer ca. 2•10-12
› Top-Quark (Truth-Quark)
- Schwerstes Quark
- Lebensdauer ca. 10-24
- Kommt in der Natur nicht vor

herry
22.11.08, 13:19
(Nachtrag, passt ja nicht alles aufeinmal rein :P)


Schwache Wechselwirkung:
Sie wird in Fachkreisen auch Kernkraft genannt und ist eine der vier Grundkräfte. Sie wirkt im Gegensatz zu den anderen Grundkräften (Gravitation, Elektromagnetismus) nur auf sehr kleinen Abständen. Abstände die sich gerade mal auf 10-35 beziehen. Für Energie- und Impuls-Austausch sorgt sie wie die anderen Grundkräfte und wirkt vor allem bei Zerfällen oder Umwandlungen der beteiligten Teilchen.
Eine sehr bedeutende Rolle spielt in der schwachen Wechselwirkung die Fusion von Wasserstoff zu Helium in der Sonne. Nur allein dadurch ist die Umwandlung von Protonen in Neutronen möglich. Aufgrund der Schwäche der schwachen Wechselwirkung läuft dieser Prozess sehr langsam ab.

Starke Wechselwirkung:
Die starke Wechselwirkung (auch starke Kernkraft genannt) ist eine weitere der vier Grundkräfte der Physik. Aufgrund ihrer Eigenschaft, dass sie stärker wird mit zunehmender Entfernung, hat sie bei menschlicher Betrachtung paradoxe Erscheinungen. Die Starke Wechselwirkung hält unter anderem die Quarks und aller aus ihnen zusammengesetzten Teilchen wie Nukleonen (Protonen und Neutronen) im Atomkern zusammen und wird daher auch als Kernkraft bezeichnet. Sehr viel stärker als die elektromagnetische Wechselwirkung kann sie daher Atomkerne entgegen der gegenseitigen elektrischen Abstoßung der Protonen stabilisieren. Der starken Wechselwirkung unterliegen alle Hadronen (Baryonen und Mesonen).
Die starke Wechselwirkung wird wie die elektromagnetische und schwache Wechselwirkung durch den Austausch von Bosonen (Austauschteilchen) beschrieben. Im Falle der starken Wechselwirkung werden diese Austauschteilchen als Gluonen bezeichnet von denen es acht Sorten (unterschiedliche Farbladungszustände) gibt. Die Gluonen übertragen die Farbladung zwischen den Quarks, das heißt ein Gluon kann dabei mit anderen Gluonen interagieren und Farbladungen austauschen.
Ganz wichtig ist bei der starken Wechselwirkung zwischen der Wechselwirkung der Quarks und der effektiven Wechselwirkung der Quarks aus zusammengesetzten Teilchen zu unterscheiden.

Elektromagnetische Wechselwirkung:
Die elektromagnetische Wechselwirkung findet über ein Austauschteilchen statt: das Photon g. Zu dem nehmen alle Teilchen mit elektrischer Ladung teil. Dieses Photon, auch Lichtteilchen genannt, ist selber elektrisch neutral und besitzt keine Masse. Daher kann es sich mit Lichtgeschwindigkeit verbreiten und relativ lange Strecken zurück legen. Das ist auch ein weiterer Grund warum wir im Alltag elektromagnetische Wechselwirkungen wahrnehmen können. Allerdings werden in der Teilchenphysik nur die elektromagnetischen Phänomene durch den Austausch von Photonen und nicht einfach über eine elektromagnetische Kraft erklärt.



Formelbezeichnung:
C - Coulomb
J - Joule
MeV – Mega Elektronenvolt
T - Tesla
c - Lichtgeschwindigkeit
GeV - Giga Elektronenvolt (1.60217646 * 10 -10 J)

Quellen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Mol
http://de.wikipedia.org/wiki/Neutron
http://de.wikipedia.org/wiki/Proton
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektron
http://de.wikipedia.org/wiki/Lebensdauer_(Physik)
http://de.wikipedia.org/wiki/Compton-Wellenlänge
http://de.wikipedia.org/wiki/Teilchenphysik
http://de.wikipedia.org/wiki/Standardmodell

http://homepages.physik.uni-muenchen.de/~Otmar.Biebel/TeVLHC-seminar/KBehr-Standardmodell.pdf
http://web.physik.rwth-aachen.de/~hebbeker/lectures/sem0304/indenhuck2.pdf
http://www.uni-magdeburg.de/exph/biologie/Standardmodell.pdf
http://www.physik.uni-regensburg.de/didaktik/LFortbildg/MNU/2007/Lenz_Standardmodell.pdf
http://www.physik.uni-mainz.de/F-Praktikum/Das%20Standardmodell%20der%20Teilchenphysik_Walk%2 030.10.06.pdf
http://www.desy.de/~boehmej/teaching/vl_08_bilder.pdf

http://www.biosphaere.info/biosphaere/inhalt.php?artnr=000182&thema=AAWP
http://www.biosphaere.info/biosphaere/inhalt.php?artnr=000183&thema=AAWP
http://www.biosphaere.info/biosphaere/inhalt.php?artnr=000065&thema=AAWP
http://www.biosphaere.info/biosphaere/inhalt.php?artnr=000068&thema=AAWP
http://www.biosphaere.info/biosphaere/inhalt.php?artnr=000181&thema=AAWP
http://www.physicsmasterclasses.org/exercises/bonn1/de/ww_elektromag.htm

Danke schon mal fürs durchlesen :-) und Anregungen für die Verbesserung
mfg Herry

Lorenzy
22.11.08, 14:14
Nur mal so eine Frage. Vor welchem Publikum wird der Vortrag gehalten? Für die ganz normale Schule verwendest du Unmengen an Begriffen die erstmal erklärt werden müssten. Die meisten würden nur Bahnhof verstehen und nach 2 Minuten wegpennen. Irgendwie fehlt auch ein roter Faden.

Uli
22.11.08, 14:26
..
Elektron: ist auch unter den Namen Negatron bekannt. Das Elektron gehört zu den Leptonen und hat wie das Neutron und Proton einen ½ Spin. Und da sie einen halbzahligen Spin besitzen gehören sie automatisch zur Klasse der Fermionen. Das Elektron führt weit weg von allen anderen den Rekord der mittleren Lebensdauer auf 1024 Jahre. Im Gegensatz dazu, dass Universum ist „gerade mal“ 13,7 ± 0,5 Mrd. Jahre alt.
...


Negatron sagt schon lange kein Mensch mehr. :)
Das Elektron ist - soweit wir wissen - stabil; man hat noch nie eines zerfallen sehen (in was auch; es ist ja das leichteste geladen Teilchen und die Ladung kann bei einem Zerfall nicht verloren gehen).
Die Experimente kommen zu der Schlussfolgerung, dass die Lebensdauer tau des Elektrons auf jeden Fall größer als

tau(elektron) > 4.6 * 10^26 Jahre

(sprich 4.6.mal 10 hoch 26 Jahre) ist (und nicht 1024 Jahre). Das ist nun wirklich weit mehr als das Alter des Universums.

Allerdings hält es damit immer noch nicht den Rekord (wie du sagst). Das Proton wurde aus theoretischen Gründen in dieser Hinsicht extrem detailliert untersucht. Manche Theorien sagen ja voraus, dass es zerfällt. Man hat aber in all den aufwändigen Experimenten (in gigantischen unterirdischen Wassertanks) nie eines zerfallen sehen. Deshalb gibt es für die Lebensdauer auch hier (wie oben beim Elektron) nur eine untere Schranke:

tau(proton) > 2.1 * 10^29 Jahre

damit sieht doch eher das Proton nach dem Rekordhalter aus. :)

Quellen:
http://en.wikipedia.org/wiki/Electron
http://en.wikipedia.org/wiki/Proton

Vielleicht sind deine Lteraturquellen zu alt ?

Uli

Lorenzy
22.11.08, 14:49
Negatron sagt schon lange kein Mensch mehr. :)
Das Elektron ist - soweit wir wissen - stabil; man hat noch nie eines zerfallen sehen (in was auch; es ist ja das leichteste geladen Teilchen und die Ladung kann bei einem Zerfall nicht verloren gehen).
Die Experimente kommen zu der Schlussfolgerung, dass die Lebensdauer tau des Elektrons auf jeden Fall größer als

tau(elektron) > 4.6 * 10^26 Jahre

(sprich 4.6.mal 10 hoch 26 Jahre) ist (und nicht 1024 Jahre). Das ist nun wirklich weit mehr als das Alter des Universums.

Soll wohl 10^24 Jahre heissen und nicht 1024 Jahre.

criptically
22.11.08, 16:29
Soll wohl 10^24 Jahre heissen und nicht 1024 Jahre.

Wie (und von wem) wurde die Lebensdauer gemessen?

mfg

criptically
22.11.08, 17:58
Beitrag gelöscht. Grund: im Schulphysikforum geht es nicht darum, die Standardphysik in Frage zu stellem.

Uli

Uli
22.11.08, 18:21
Wie (und von wem) wurde die Lebensdauer gemessen?

mfg

In den Beiträgen wurden hinreichend Referenzen gegeben.
Bitte selbst nachschauen stand b.l.ö.d zu fragen.

Lorenzy
22.11.08, 18:49
Wie (und von wem) wurde die Lebensdauer gemessen?

mfg

Gemessen wohl kaum direkt. Extrapoliert heisst das Zauberwort. Allerdings ist mir schleierhaft wie und woraus man eine Lebensdauer von 4.6 * 10^26 Jahre extrapolieren könnte. Hat jemand eine Idee?

@Lorenzy sei nicht zu streng, die von herry verwendete Begriffe sind alle richtig und wohlbekannt.

Das sie richtig sind bezweifle ich nicht. Wohlbekannt? Deshalb meine Frage an den Threadersteller, für welches Umfeld diese Hausarbeit geschrieben wurde.

Uli
22.11.08, 18:55
Gemessen wohl kaum direkt. Extrapoliert heisst das Zauberwort. Allerdings ist mir schleierhaft wie und woraus man eine Lebensdauer von 4.6 * 10^26 Jahre extrapolieren könnte. Hat jemand eine Idee?
...


Ich denke, das ist Statistik. Da man nicht so lange warten kann, geht man anders vor und nimmt man extrem große Proben von Zerfallskandidaten und wartet auf einen Zerfall - deshalb die riesigen Wassertanks bei den Experimenten zur Proton-Lebensdauer. Auch beim Elektron dürfte die Größe der statistischen Probe entscheidend sein.

Uli

Lorenzy
22.11.08, 19:02
Ich denke, das ist Statistik. Da man nicht so lange warten kann, geht man anders vor und nimmt man extrem große Proben von Zerfallskandidaten und wartet auf einen Zerfall - deshalb die riesigen Wassertanks bei den Experimenten zur Proton-Lebensdauer. Auch beim Elektron dürfte die Größe der statistischen Probe entscheidend sein.

Uli

Das dies reine Statistik ist, ist mir schon klar. Aber wie kann man auf eine Mindestlebensdauer schliessen, wenn noch nie ein Zerfall beobachtet wurde? Die Zahl von 4.6 * 10^26 Jahre muss ja aus irgendeiner Beobachtung berechnet worden sein.:confused:

Sebastian Hauk
22.11.08, 19:19
Hallo,

Nur mal so eine Frage. Vor welchem Publikum wird der Vortrag gehalten? Für die ganz normale Schule verwendest du Unmengen an Begriffen die erstmal erklärt werden müssten. Die meisten würden nur Bahnhof verstehen und nach 2 Minuten wegpennen. Irgendwie fehlt auch ein roter Faden.

ich finde schon, dass es sich hier um Schulphysik handelt. Dieses sollte schon so jeder wissen.

Gruß

Sebastian

El Cattivo
22.11.08, 19:23
Heißt es, dass die Forumsregeln hier unten ungültig sind?
Cripti, das sind nicht die Regeln, außerdem steht da 'Physik-Cracks', nicht 'Physik-Cranks'. Für dich stehen immer noch Hausaufgaben aus, u.a. dich mal mit den Grundlagen über Koordinadentransformationen anzueignen.

Aber wie kann man auf eine Mindestlebensdauer schliessen, wenn noch nie ein Zerfall beobachtet wurde?
Ganz einfach: Wenn man Experimente macht, bei denen man einen Zerfall hätte beobachten müssen, es aber nicht tut. Man kann daraus eine wahrscheinliche Mindestlebensdauer extrapolieren.

mfg

Lorenzy
22.11.08, 19:25
Ganz einfach: Wenn man Experimente macht, bei denen man einen Zerfall hätte beobachten müssen, es aber nicht tut. Man kann daraus eine wahrscheinliche Mindestlebensdauer extrapolieren.

Ok. Macht Sinn.

Lorenzy
22.11.08, 22:55
Hallo Lorenzy,

das geht, grob dargestellt, so:
Man nimmt eine entsprechend große(bekannte) Anzahl von Protonen.
Nun wartet man(Jahre) auf Ereignisse, die ein Protonenzerfall sein könnten.
Hat man nun eine bestimmte Zeit mit einer bestimmten Anzahl von Protonen gewartet und kein eindeutiges Ereignis registriert,
lässt sich daraus die Mindestlebensdauer der Protonen berechnen.
Grob: wenn von 4,6*10^26 Protonen in einem Jahr keins zerfallen ist, dann ist die Lebensdauer eines Protons mindestens 4,6*10^26 Jahre.

Lebensdauer τ = (No-dN)*dt/dN , bei dN=0 halt "mindestens"


Gruß EMI

Okey dokey. Danke für die ausführlichere Erklärung.

herry
22.11.08, 23:49
Erst einmal Dankeschön für die reichlich hilfreichen Antworten!! :D
Werde mich gleich mal ransetzen und die Hausarbeit überarbeiten.
Das da noch kein ersichtlicher Faden zu sehen ist war mir schleierhaft klar. Darum versuch ich mal einen hinein zukriegen!

Hab ich vlt irgendetwas vergessen zu erwähnen? Fehlt jemandem etwas bestimmtes?? :D

Das einige Begriffe vlt unklar sein können habe ich auch bemerkt und wollte sowieso noch ein "Kurz-Anhang mit Erklärung" an die Hausarbeit anfügen.

Die Hausarbeit ist vorwiegend für meinen Physiklehrer, ich muss sie dann nur später noch in einen Vortrag wandeln für meine Klasse (13 Jahrgangsstufe).

Werde die Überarbeitung dann per txt. Document anhängen :)

Kurt
22.11.08, 23:51
Das kommt reichlich spät Kurt. Sylvester 1999/2000 sollte die Welt untergehen!


Ich weiss, man hat von mir Bestätigungen verlangt das meine eingebauten Uhren (32Khz Schaltungen) nicht zum Systemcrasch führen.
Naja, sie waren nur für den Drucker da, also was sollte das schon anrichten.


Sicherlich hast Du es längst auch selbst gemerkt, das dein Kommentar hier absolut überflüssig, sowas von überflüssig und nutzlos war!


Er ist absolut nicht überflüssig.
bedenke: du hast eine Methode zitiert die nicht geprüft worden ist, und auch nicht geprüft werden kann.
Da war ich mir bei meiner Uhr wesentlich sicherer.
Schliesslich konnte nicht mehr als eine falsches -Datum- geschrieben werden.
Du setzt aber voraus das all die, die Stabilität des Protons betreffenden Umstände, -ewig- so sind wie in diesem einem Jahr.
Das dürfte aber nicht so sein.
(und den Sekt hast du auch nicht einbedacht)


Du solltest es echt lassen, echt! zum Donnerwetter noch mal!


Vorsicht, nicht abspringen, das geht irgendwann man schief :)

Kurt

Hamilton
23.11.08, 22:07
@herry
Du musst mal sagen, was denn so das Ziel dieser Arbeit sein soll/welche Message willst du rüberbringen?
Im Augenblick ist deine Struktur etwa so:
-Erinnern an Atommodell
-Es gibt noch viel mehr Teilchen- und die werden dann alle aufgeführt
-Es gibt das Standardmodell
-Kurze Erklärung der Grundkräfte/Wechselwirkungen

Es ist absolut überflüssig sämtliche Eigenschaften aller möglichen Elementarteilchen aufzuzählen, das interessiert keinen und niemand in der Schule wird irgendwas damit anfangen können, wenn du denen was von Isospinerhaltung und Flavour- oder Strangenessquantenzahlen sagst.

Ich bin mir nicht ganz sicher, was deine Aufgabenstellung gewesen ist.
Irgendwo ging es doch um den Atomaufbau, oder?
Das Standardmodell ist da eigentlich eine Nummer zu weit- da würde ich erstmal mit der Quantenmechanik anfangen wollen.

Wenn es denn das Standardmodell sein soll, solltest du versuchen das Modell etwas zu motivieren.
In ganz kurz:
Am Anfang war die Schrödingergleichung. Aber schon Schrödinger entdeckte, dass sie nicht kompatibel mit der spez. Rel.Th. ist, also hat er sich was neues ausgedacht- die Gleichung, die jetzt Klein-Gordon-Gleichung heißt. Die macht aber stress, weil sie negative Wahrscheinlichkeitsdichten hat. Also hat ein Mann names Dirac eine neue Gleichung aufgestellt, die diese Probleme nicht hat, dafür postuliert sie negative Energien. Das ist schlecht, aber Dirac weiß sich zu helfen. Er kennt natürlich das Pauli'sche Ausschließungsprinzip (nie zwei Fermionen im gleichen Zustand) und sagt, die negativen Energieniveaus sind alle besetzt. Es können Elektronen mit negativer Energie "nach oben" geholt werden und dann entsteht im "Fermisee" ein Loch. Das war die theoretische Geburtsstunde des Positrons- also des ersten Antiteilchens, das als solches erkannt wurde und einige Jahre später auch entdeckt.
Den nächsten Durchbruch erlangte die Teilchenphysik mit der Quantenfeldtheorie, die die Quantisierung der Maxwellfelder ermöglichte und die Photonen erklärt.
Ab hier weiß ich nicht mehr genau, wie es weiter ging.
Soweit ich ahne, wurden dann weitere Eichfelder hinzugefügt und die anderen Wechselwirkungen stark/schwach eingeführt.
Das ganze Standardmodell ist leider völlig unelegant- es ist ein riesiger Flickenteppich, aber er funktioniert ganz gut, bis jetzt.

Wichtig finde ich, dass du die Entwicklung darstellst. Das Standardmodell hat sich niemand eines morgens auf dem Klo ausgedacht.
Technische Details sind eher langweilig und verprellen deine Zuhörer, versuche eher Konzepte zu vermitteln (die Idee dahinter).

Ich weiß leider nicht, wie viel Zeit du noch hast und welchen Anspruch deine Arbeit haben soll. Sorry, wenn ich dich jetzt verwirrt haben sollte.

herry
24.11.08, 17:19
Ne ich soll schon direkt übers Standardmodell eine Hausarbeit schreiben. Die muss bis Freitag Fertig sein. Als txt. Document is die auch wieder echt doof zu überschauen! Ich soll auch nich mehr als Maximal 10 Seiten (eingeschlossen mit Inhaltsverzeichnis, Quellen, Deckblatt) schreiben. Da bleibt keine lange Rede offen.
@ Hamilton. Find ich ja auch gut, so hätte ich auch anfangen wollen, aber ich denke das sie da erst Recht abdrifften, weil sie mit all diesen Begriffen nichts anfangen können, dass müsste ich dann wieder erklären und das dauert Zeit wenn der Vortrag Maximal 15 min dauern soll ;) trotzdem Danke :-) wenn ich demnächst eine Facharbeit schreibe :D werde ich deinen Stil mit einarbeiten ;) (hab vor über die Stringtheorie ne Facharbeit zu schreiben)

mfg herry

Lorenzy
24.11.08, 18:17
@ Hamilton. Find ich ja auch gut, so hätte ich auch anfangen wollen, aber ich denke das sie da erst Recht abdrifften, weil sie mit all diesen Begriffen nichts anfangen können, dass müsste ich dann wieder erklären und das dauert Zeit wenn der Vortrag Maximal 15 min dauern soll ;)

Was kann man in 15 Minuten schon über das Standardmodell rüberbringen? Wenn die schon bei Hamiltons Beispiel wegpennen, dann mit deiner Auflistung erst recht (sorry, ist nicht bös gemeint).
Ich würde Hamiltons Rat zu Herzen nehmen und mehr über die Geschichte des Standardmodells berichten als über irgendwelche langweilige Details wie Lebenszeiten von Up-Quarks, Spinquantenzahlen und dergleichen. Du kannst am Schluss ja immer noch kurz eine Kopie mit allen bisherigen Teilchenarten, und allerlei physikalische Daten dazu verteilen.

@EMI hat hier glaub ich mal eine sehr ausführliche Liste der bis jetzt entdeckten Elementarteilchen gepostet. Oder?

hab vor über die Stringtheorie ne Facharbeit zu schreiben

Na wenns weiter nichts ist. Um das verständlich rüberzubringen reichen auch schon 3 Minuten. :D

EMI
24.11.08, 19:06
@EMI hat hier glaub ich mal eine sehr ausführliche Liste der bis jetzt entdeckten Elementarteilchen gepostet. Oder?

Hallo Lorenzy,

meinst Du das hier:

Folgender Stand der derzeitigen Forschung:

Es gibt 3 el.geladene Leptonen(eins davon ist das Elektron).
Es gibt 3 el.ungeladene Leptonen (Neutrionos).
Es gibt 6 el.geladene und Farbladung tragende Quarks (hier die el.Ladung gedrittelt).
Diese 12 sind die GRUNDBAUSTEINE der Materie im Universum.
Die 12 werden noch in 3 Familien eingeteilt wobei die sichtbare Materie im Universum nur aus Mitgliedern der 1.Familie besteht.
Ob die 12 aus noch kleineren Substrukteilchen bestehen, weiss man zur Zeit noch nicht.

Aus den Quarks sind die Hadronen "aufgebaut". Von den Hadronen gibt es Hunderte.
Hadronen werden noch einmal unterteilt:
1. Baryonen (bestehen aus 3 Quarks), zu den Baryonen gehören das Proton und Neutron.
2. Mesonen (bestehen aus einem Quarkspaar -Quark/Antiquark-).

Zu jedem Lepton, Quarks und Hadron gibt es noch ein Antiteilchen.

Dann gibt es noch die Feldbosonen. Das sind die Kraftüberträger der 4 Grundfelder der Physik:
1. elektromagnetische Kraft = Photon
2. schwache Kraft = Feldboson W+, W- und Z
3. starke Kraft = 8 Stück Gluonen (tragen Farbladung)
4. Gravitationskraft = Graviton (bis heute noch nicht gefunden/nachgewiesen).

Und zu guter letzt haben wir noch das Higgs-Teilchen, auch ein Boson.
Dieses soll, nach der Theorie, der Materie die Masse verleihen.
Diese Higgs ist auch noch nicht gefunden, wird am LHC gesucht.

Die Leptonen und Quarks haben Spin=½, Baryonen haben halbzahligen und Mesonen ganzzahligen Spin. Die Feldbosonen haben Spin=1, außer das Graviton das hat den Spin=2.
Teilchen mit halbzahligen Spin nennt man auch Fermionen, sie unterliegen dem Pauliprinzip.

Aus den beiden Baryonen(Proton + Neutron) und dem Lepton (Elektron) sind die Atome aufgebaut.

Gruß EMI

Lorenzy
24.11.08, 19:57
Die Liste war aus einem Link. Eine Tabelle mit allen Arten von Kaonen, Pionen, Mesonen, Hyperonen und was es noch so alles gibt. Oder hat den jemand anders gepostet? War vor ca. 2 Monaten.

EMI
25.11.08, 04:01
Eine Tabelle mit allen Arten von Kaonen, Pionen, Mesonen, Hyperonen und was es noch so alles gibt.

Hallo Lorenzy,

Kaonen, Pionen sind Mesonen.
Hyperonen sind Baryonen.

Hadronen sind unterteilt in Mesonen und Baryonen, das "andere" sind die Namen der einzelnen Mesonen oder Baryonen, so wie z.B. ein Lepton den Namen Elektron trägt.

Gruß EMI

Hamilton
25.11.08, 13:20
(hab vor über die Stringtheorie ne Facharbeit zu schreiben)
Wenn du weißt, was gut für dich ist, dann tust du das besser nicht.

Ich finde die Geschichte mit dem Standardmodell auch etwas Sonderbar- die Thematik ist zwar extrem cool, gehört meiner Meinung nach aber nicht in die Schule.
Man kann zwar ohne die Grundlagen zu kennen, sicher die ganzen Fakten darstellen und hübsche Diagramme von Hadronen und Leptonenfamilien zeigen, aber ohne eine Ahnung zu haben wo das alles herkommt und was das bedeutet, ist das nicht viel wert- das ist dann so ein "Das ist so - und Schluss" - Vortrag und die habe ich immer nicht besonders gut leiden können.
Das ist ja nicht unbedingt deine Schuld, wenn du das Thema als Hausaufgabe bekommen hast, aber wenn du dir das Thema für eine Facharbeit aussuchen kannst, dann lass lieber die Finger von Stringtheorie, denn um dazu was intelligentes sagen zu können müsstest du erst mal das Vakuum dazwischen füllen und ziemlich gut in (relativistischer) Quantenmechanik und Quantenfeldtheorie werden und das halte ich für einen Schüler der 13. Klasse als zu viel verlangt, selbst wenn dieser Schüler sowieso Klassenbester in Physik ist und all die Popbücher von Hawking und co. verschlingt.