Wie lautet die Quantenfeldtheorie?

Die Quantenfeldtheorie verbindet die spezielle Relativitätstheorie mit der Quantenmechanik. Beide Theorien sind Anfang der 20. Jahrhunderts entwickelt worden. Sie ist eine Weiterentwicklung der Quantenphysik über die Quantenmechanik hinaus und vereint Theorien der Felder und Teilchen.

Die Anfänge der Quantenfeldtheorie

Die Spezielle Relativitätstheorie befasst sich mit der räumlichen und zeitlichen Umgebung, die Quantentheorie mit dem Verhalten von subatomaren Teilchen. Beim Versuch von Physikern die beiden Theorien zu einer zusammen zu fassen,war das Ergebnis, dass negativen Energien entstanden sind.

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Was sind Quarks?

Eine lange Zeit wurde angenommen, dass Atome die kleinsten Elementarteilchen sind. Inzwischen wissen wir aber, dass ein Atom aus Elektronen, Neutronen und Protonen besteht. Physiker heutiger Zeit gehen davon aus, dass es Teilchen gibt, die unteilbar sind. Die Frage stellte sich nur, ob die bereits genannten Teilchen, die letzten sind, die man nicht teilen kann. Die Antwort lautet: Nein, es gibt ja noch die Quarks (ausgesprochen: Kworks). Aber was sind Quarks?

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Wie entsteht Wind?

Windenergie spielt inzwischen eine wichtige Rolle neben der Energiegewinnung durch die Sonne. Aber wie entsteht Wind eigentlich?

Die Entstehung eines Windes

Wind entsteht durch die Bewegung der Luft, die dadurch entsteht, dass sich Luftmassen immer vom Hochdruckgebiet zum Tiefdruckgebiet fortbewegen.

Die Sonnenstrahlen erhitzen am Tag sowohl das Land als auch das Wasser. Dabei erwärmt sich das Land schneller als das Wasser. Die warme Luft über das Land steigt auf, da warme Luft leichter als kalte Luft ist. Hier herrscht nun ein niedriger Druck. Man nennt dieses Gebiet Tiefdruckgebiet.

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Was ist der Tunneleffekt?

Der Tunneleffekt ist ein Effekt, der durch die klassische Mechanik nicht zu erklären ist. Wenn sich Quantenobjekte auf eine Wand zubewegen, dann werden diese zurückgewiesen und Rückkräfte entstehen. Wird die Wand aber dünner, steigt die Wahrscheinlichkeit, dass diese Objekte sich durch die Wand fortbewegen können. Es wirkt, als ob sie durch einen Tunnel gehen, weswegen der Effekt „Tunneleffekt“ genannt wird. Aber eigentlich ist es eher ein Springen. Erst war das Teilchen auf einer Seite und blitzschnell ist es auf der anderen Seite. Erklärbar ist dies mit der Quantenphysik.

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Wie entsteht Hagel?

Hagel entsteht in Gewitterwolken. Durch starken Wind fliegen Wassertröpfchen in die Höhe und gefrieren zu kleinen Eistropfen. Ab ungefähr 12.000 m ist der Wind nicht mehr so stark, dass die Eiskörner wieder herunterfallen. Bei dem Herunterfallen heften sich andere Regentropfen an und die Eiskörner werden größer. An dem Boden der Wolke angelangt werden diese Eiskörner wieder nach oben geschleudert und weitere Regentropfen heften sich an und gefrieren. Oben an der Gewitterwolke angekommen wiederholt sich der Prozess.

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Wie viele Planeten im Sonnensystem gibt es?

Planeten sind nach den Göttern von griechischen und römischen Sagen benannt. Dabei stellt die Erde eine Ausnahme dar, da die anderen Planeten, wie die Götter im Himmel waren und demnach die Erde unter ihnen liegt. Unser Sonnensystem besteht aus Planeten und deren Monde, den Asteroiden, aus kleinen Planeten, Kometen, Meteoriten und natürlich der Sonne.
Planeten im Sonnensystem bewegen sich auf einer ellipsenförmigen Bahn. Diese Umlaufbahnen sind alle auf der gleichen Ebene.

Unter der Oberfläche eines Planeten befindet sich die Kruste. Darunter befindet sich der Mantel. Im Inneren des Planeten liegt der Kern. Durch die unterschiedlichen Stoffe auf der Oberfläche, sind die Farben der Planeten verschieden. Während Schwefel für ein bräunliches Äußeres sorgt, wirkt durch Eisen der Planet rötlich.

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Was ist ein schwarzes Loch?

Schwarzen Löchern entkommt nichts, was ihnen zu nahe kommt. Das Loch verschlingt sowohl Materie als auch Licht in seiner Umgebung. Es ist eine Ansammlung von Masse in der Galaxie, die durch die Explosion eines Sternes entsteht. Auch die Raumzeitkrümmung spielt eine Rolle, denn beim Schwarzen Loch verläuft die Raumzeitkrümmung von außen nach innen, sodass das Loch unendlich wird.

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Wie entsteht Regen?

Regen ist allgemein eher unbeliebt, da es ungemütlich wird und man nichts draußen unternehmen kann. Dabei ist Regen sehr wichtig für alle Lebewesen auf der Erde. Sowohl Menschen als auch Pflanzen und Tiere könnten ohne Regenwasser nicht auf der Erde überleben. Es gibt verschiedene Arten von Regen: starken Regen bei Gewitter oder nur Nieselregen. Aber wie entsteht Regen?

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Wie lautet das Gravitationsgesetz?

Die Gravitation gehört zu den 4 Grundkräften (elektromagnetische Wechselwirkung, die schwache und starke Wechselwirkung). Isaac Newton erwähnte das Gravitationsgesetz erstmals 1687 in dem Buch „Philosophiae Naturalis Principia Mathematica“.

Die Enstehung

Er beschäftigte sich mit der Bewegung der Planeten. Dabei interessierte ihn besonders, wie der Mond auf seiner Umlaufbahn bleibt. Man sagt, dass Isaac Newton an einem Baum saß und einen Apfel beobachtete, wie dieser herunterfiel. Daraufhin kam er zu dem Schluss, dass diese Kraft, die dort anscheinend wirkt, bis zum Mond wirkt. Der Mond fällt nicht herunter, da er sich ja fortbewegt.

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Was ist eine Sonnenfinsternis?

Da der Mond um die Erde kreist und die Erde um die Sonne, kommt es manchmal dazu, dass sich diese auf gleicher Linie treffen. Der Mond schiebt sich sozusagen vor die Sonne. Das kann nur bei einem Neumond passieren. Die Sonnenfinsternis ist nicht bei jedem Neumond zu sehen, da die Bahnebenen in verschiedenen Winkeln zueinanderstehen. Es gibt zwei Knotenpunkte, wo sie auf einer Linie liegen können.

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