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Ü b e r s i c h t * Physik für den Sekundarbereich II * * 7.  Physik des 20. Jahrhunderts *

T h e m e n   Grundlagen der Physik für den Sekundarbereich II  -  Klasse 12 / 13 ...   7.  Physik des 20. Jahrhunderts   7.1   Raum und Zeit sind nicht mehr absolut   7.2   Masse und Energie in der Relativitätstheorie   7.3   Zusammenfassung   7.4   Photoeffekt und Lichtquanten   7.5   Photonen als unteilbare Lichtquanten   7.6   Umkehrung des Photoeffekts   7.7   Masse und Impuls der Photonen   7.8   Der Comptoneffekt   7.9   Das Photon als Quantenobjekt   7.10  Zusammenfassung   7.11  Unbestimmtheitsrelation (UBR); Wellenpakete   7.12  Die PLANCK-Konstante h regiert die Welt   7.13  Die Erforschung der Atome   7.14  Scharfe Energieniveaus im Atom   7.15  Der lineare Potentialtopf   7.16  Zusammenfassung   7.17  Die Schrödingergleichung   7.18  Das Wasserstoffatom   7.19  Der Tunneleffekt   7.20  Quantisierung harmonischer Schwingungen   7.21  Quantenzahlen und Orbitale   7.22  Laser, Gasentladungen, Selbstorganisation   7.23  Zusammenfassung   7.24  Etwas Quantenphilosophie   7.25  Einblicke in die Festkörperphysik   7.26  Noch mehr: WISSEN / AUFGABEN / LÖSUNGEN ...

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Physik des 20. Jahrhunderts
Moderne Physik: Die sich seit Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelnde moderne Physik umfasst v. a. die nicht mehr anschaulich in Raum und Zeit beschreibbaren und unstetig ablaufenden Naturerscheinungen und -vorgänge der Mikrophysik. Die von ihr untersuchten mikrophysikalischen Systeme sind nur im Rahmen der Quantentheorie und auf ihr fußender Theorien beschreibbar, in denen die Bereiche der klassischen Physik als Grenzfälle enthalten sind. Grundlegende Gebiete der modernen Physik sind Atomphysik, Kernphysik, Elementarteilchenphysik in enger Verbindung mit der Kosmologie und Relativitätstheorie (Schaffung einer einheitlichen Feldtheorie der Materie). Weitere Schwerpunkte physikalischer Forschung betreffen im Zusammenwirken mit Technik, Mathematik und Informatik die Physik der kondensierten Materie (z. B. Festkörperphysik, Halbleiterphysik, Tieftemperaturphysik, Physik der Supraleiter), Laserphysik und Plasmaphysik.
Der Einstieg in die Mikrophysik wurde ferner durch die Entdeckung der Röntgenstrahlen (W. Röntgen) und der Radioaktiviät (A. Becquerel, P. und M. Curie, G. C. Schmidt, E. Rutherford) vorbereitet. Die Entwicklung führte zur Theorie des Atombaus (N. Bohr, 1913) und zur Quanten- und Wellenmechanik der Atome (de Broglie, W. Heisenberg, E. Schrödinger, M. Born, E. P. Jordan, P. Dirac).
Die Relativitätstheorie (Einstein) lieferte unerwartete Einblicke in die Zusammenhänge von Raum und Zeit und in die Natur der Gravitation. Durch die Entdeckung der Äquivalenz von Masse und Energie (Einstein) wurde die Unterscheidung der klassischen Physik zwischen Materie und Feldern weitgehend aufgehoben.
Das Komplementaritätsprinzip und die heisenbergsche Unschärferelation führten zu einem Umsturz im Weltbild der Physik, da das im Rahmen der klassischen Physik uneingeschränkt geltende Prinzip der Determiniertheit im Bereich der Mikrophysik außer Kraft gesetzt wurde. Die aus der quantenmechanischen Interpretation der mikrophysikalischen Vorgänge folgende Ungültigkeit des Kausalgesetzes hatte über den Bereich der Physik hinaus tief greifende Konsequenzen für die allgemeine Erkenntnistheorie. Die Experimentalphysik erlebte ab 1930 eine neue Blüte in der Atom-, Molekül- und Kernphysik.
Die Arbeiten von Otto Hahn, Lise Meitner u. a. führten zur Entdeckung der Uranspaltung und schließlich zur Gewinnung von Kernenergie (E. Fermi u. a.), aber auch zur Atombombe. Die Fortschritte der Physik der letzten 50 Jahre, insbesondere der Elementarteilchenphysik mit ihren teuren Großgeräten, sind v. a. auf eine zunehmende Spezialisierung und internationale Zusammenarbeit zurückzuführen ... 

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