Moderne Physik

Um 1900 stieß die klassische Physik an ihre Grenzen: Bei sehr hohen Geschwindigkeiten und in der Welt der Atome passten die Messungen nicht mehr zu den bekannten Gesetzen. Daraus entstanden die beiden großen Theorien des 20. Jahrhunderts – die Relativitätstheorie und die Quantenphysik.

Wann reicht die klassische Physik nicht mehr?

klassische Physikmoderne Physik
sehr schnellZeit läuft für alle gleich, Geschwindigkeiten addieren sich einfachRelativitätstheorie: Zeit und Länge hängen von der Geschwindigkeit ab, nichts ist schneller als das Licht
sehr kleinLicht ist eine Welle, Energie kann beliebige Werte habenQuantenphysik: Licht besteht aus Photonen, Atome haben nur bestimmte Energiestufen
AlltagBeide Theorien liefern hier dieselben Ergebnisse wie die klassische Physik – die Abweichungen sind winzig.

Wo begegnet uns moderne Physik?

  • GPS und Navi: Ohne Korrektur nach der Relativitätstheorie würde die Ortsangabe pro Tag um rund 10 km falsch werden.
  • Solarzellen, Digitalkameras, Lichtschranken: Sie beruhen auf dem Photoeffekt – Licht schlägt Elektronen aus dem Material.
  • LEDs und Laser: Die Farbe des Lichts hängt von den Energiestufen im Material ab.
  • Sonne und Kernkraft: Nach E = mc² wird bei Kernfusion und Kernspaltung ein winziger Teil der Masse in Energie umgewandelt.

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