Kernkräfte

Kernkräfte sind ein zentrales Thema in der Atomphysik und werden beim MedAT sehr grundlegend abgeprüft. Dennoch solltest du gewisse Details wissen, um problemlos durch den Physik-Teil durchzukommen. Erfahre nun hier, auf was du bei deiner Vorbereitung achten solltest.

Grundlegende Begriffe

Kernkräfte sind die Kräfte, die die Protonen und Neutronen im Atomkern zusammenhalten. Es gibt insgesamt vier fundamentale Kräfte in der Physik: die starke Kernkraft, die schwache Kernkraft, die elektromagnetische Kraft und die Gravitation.

Starke Kernkraft

Die starken Kernkräfte sind die stärksten der vier fundamentalen Kräfte in der Physik. Sie wirken über sehr kurze Distanzen und sind dafür verantwortlich, dass der Atomkern trotz der abstoßenden elektrischen Kräfte zwischen den positiv geladenen Protonen stabil bleibt. Ohne die starken Kernkräfte würde der Atomkern auseinanderfallen.

Schwache Kernkraft

Die schwachen Kernkräfte sind im Vergleich dazu deutlich schwächer und haben somit eine noch kürzere Reichweite. Sie sind entscheidend für den Beta-Zerfall, bei dem ein Neutron in ein Proton umgewandelt wird, was in vielen radioaktiven Prozessen eine Rolle spielt.

Elektromagnetische Kraft

Die elektromagnetische Kraft ist die zweitstärkste der vier fundamentalen Kräfte und wirkt zwischen elektrisch geladenen Teilchen. Sie ist dafür verantwortlich, dass sich gleichnamig geladene Protonen im Atomkern abstoßen. Im Alltag begegnet uns die elektromagnetische Kraft zum Beispiel als Elektrizität sowie Magnetismus und sie spielt eine wichtige Rolle bei der Bindung von Elektronen an den Atomkern.

Gravitation

Die Gravitation ist die schwächste der vier Grundkräfte, hat aber eine unendliche Reichweite und wirkt zwischen allen Massen. In der Atomphysik spielt sie im Vergleich zu den anderen Kräften eine vernachlässigbare Rolle, da ihre Wirkung auf atomarer Ebene extrem schwach ist. Sie ist jedoch die dominierende Kraft im Makrokosmos, also bei großen Himmelskörpern wie Planeten und Sternen.

Wie hängen die Begriffe zusammen?

Die verschiedenen Grundkräfte bestimmen auf unterschiedliche Weise die Eigenschaften und das Verhalten von Atomen. Die starken Kernkräfte halten den Atomkern zusammen, während die schwachen Kernkräfte bestimmte Arten von Kernumwandlungen ermöglichen. Die elektromagnetische Kraft beeinflusst das Verhalten geladener Teilchen und ist verantwortlich für die Struktur der Atomhülle. Die Gravitation spielt hier zwar kaum eine Rolle, ist aber im größeren Maßstab, zum Beispiel bei Sternen und Galaxien, von entscheidender Bedeutung. In der Atomphysik sind all diese Kräfte fundamental für das Verständnis der Atomstruktur und jener Prozesse, die im Kern ablaufen. Ohne sie wäre die Existenz der uns bekannten Materie nicht möglich.

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