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Angeregter Zustand
Ein angeregter Zustand eines physikalischen Systems ist jeder Zustand, dessen Energie größer ist als die niedrigst mögliche, d. h.
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Annihilation
Feynmandiagramm der Annihilation eines Elektrons e− mit einem Positron e+. Der Ort ist in diesem Diagramm von links nach rechts aufgetragen, die Zeit von unten nach oben. Elektron und Positron vernichten sich gegenseitig. Nach der Annihilation verbleiben zwei Photonen \gamma. In der Elementarteilchenphysik versteht man unter Annihilation („das Zunichtemachen“) den Prozess der Paarvernichtung (auch: Paarzerstrahlung, kurz auch Zerstrahlung), bei dem ein Elementarteilchen und sein Antiteilchen sich zusammen in andere Teilchen verwandeln.
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Antigravitation
Antigravitation ist eine hypothetische Kraft, die der Gravitation entgegenwirken soll.
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Antimaterie
Antimaterie ist Materie, die aus Antiteilchen besteht.
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Antiproton
Das Antiproton ist das Antimaterie-Teilchen (Antiteilchen) zum Proton.
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Antiwasserstoff
Antiwasserstoff ist das Antimaterie-Gegenstück zum Wasserstoff.
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Atomhülle
kugelförmig. Die Atomhülle oder Elektronenhülle besteht aus den Elektronen, die von einem Atomkern gebunden sind und ihn gewöhnlich bis zu einem Abstand von der Größenordnung 10−10 m umgeben (Atomradius).
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Atomkern
Schematische Darstellung des Atoms (nicht maßstäblich, sonst wäre der untere Pfeil ca. 100 m lang). Der Atomkern ist der innerste, positiv geladene Teil eines Atoms.
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Beryllium
Beryllium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Be und der Ordnungszahl 4.
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Bethe-Formel
Die Bethe-Formel (auch Bethe-Gleichung, Bethe-Bloch-Formel, Bethe-Bloch-Gleichung oder Bremsformel) gibt den Energieverlust pro Weg an, den schnelle geladene schwere Teilchen (z. B. Protonen, Alphateilchen, Ionen) beim Durchgang durch Materie durch inelastische Stöße mit den Elektronen erleiden; die übertragene Energie bewirkt im Material Anregung oder Ionisation.
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Bindungsenergie
Bindungsenergie muss aufgebracht werden, um ein gebundenes System aus zwei oder mehr Bestandteilen (beispielsweise ein Molekül, ein Atom, einen Atomkern oder auch einen ganzen Himmelskörper oder Galaxienhaufen), die durch Anziehungskräfte zusammengehalten werden, in seine Bestandteile zu zerlegen.
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Bremsvermögen
Bremsvermögen von Aluminium für Protonen als Funktion der Energie des Protons. Das Bremsvermögen (englisch: Stopping Power) eines Materials ist die kinetische Energie, die ein geladenes Teilchen pro Weglängeneinheit beim Eindringen in das Material verliert, gemessen beispielsweise in MeV/cm (siehe Bild).
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CERN
Logo zum 50. Jubiläum von CERN Das Hauptgelände des CERN aus der Luft Haupteingang des CERN in Meyrin Globus der Wissenschaft und Innovation – Zentrum für Veranstaltungen und Ausstellungen Das CERN, die Europäische Organisation für Kernforschung, ist eine Großforschungseinrichtung in der Nähe von Genf, die teilweise in Frankreich und teilweise in der Schweiz liegt.
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Coulombsches Gesetz
Das coulombsche Gesetz oder Coulomb-Gesetz ist die Basis der Elektrostatik.
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CPT-Theorem
Das CPT-Theorem (für engl. charge, parity, time.
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Dielektrikum
Als Dielektrikum (Mehrzahl: Dielektrika) wird eine elektrisch schwach- oder nichtleitende Substanz bezeichnet, in der die vorhandenen Ladungsträger nicht frei beweglich sind.
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Diffusion
Modellhafte Darstellung der Durchmischung zweier Stoffe durch Diffusion Diffusion (lateinisch diffusio, von „ausgießen“, „verstreuen“, „ausbreiten“) ist der ohne äußere Einwirkung eintretende Ausgleich von Konzentrationsunterschieden in Stoffgemischen als natürlich ablaufender physikalischer Prozess aufgrund der Eigenbewegung der beteiligten Teilchen.
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Elektrisches Dipolmoment
Dipolmoment eines H2O-Moleküls.rot: negative Teilladungblau: positive Teilladunggrün: gerichteter Dipol Das elektrische Dipolmoment \vec p ist eine Eigenschaft der Verteilung elektrischer Ladungen.
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Elektrisches Feld
Eine nirgends angeschlossene Leuchtstofflampe in der Nähe einer Hochspannungsleitung leuchtet aufgrund des sich ständig ändernden elektrischen Feldes Das elektrische Feld ist ein physikalisches Feld, das durch die Coulombkraft auf elektrische Ladungen wirkt.
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Elektrode
Eine Elektrode (von altgriechisch ηλεκτρόν elektron, „Bernstein“, i. ü. S. „elektrisch“, und ὁδός hodós, „Weg“) ist ein Elektronenleiter, der im Zusammenspiel mit einer Gegenelektrode (Anode – Kathode) mit einem zwischen beiden Elektroden befindlichen Medium in Wechselwirkung steht.
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Elektronenkühlung
Elektronenkühler (links im Bild) im Low Energy Ion Ring (LEIR) am CERN. Die Elektronenquelle und Elektronenauffangeinrichtung befinden sich in den oben angeordneten silbernen Zylindern Die Elektronenkühlung ist ein Verfahren, um einen Strahl in einem Teilchenbeschleuniger mittels eines Elektronenstrahls zu kühlen, d. h.
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Elektronenvolt
Das Elektronenvolt, amtlich Elektronvolt, ist eine Einheit der Energie, die in der Atom-, Kern- und Teilchenphysik häufig benutzt wird.
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Elektronischer Übergang
relaxieren, so dass das Elektron schrittweise strahlungslos in geringere Zustände wechselt. Wird bei einem abregenden Übergang Licht abgestrahlt, so nennt man das Licht Fluoreszenz. Ein elektronischer Übergang, auch Quantensprung, ist die Änderung des Energieniveaus eines Elektrons in einem Atom, Molekül oder (kristallinem) Festkörper.
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Emittanz
Die Emittanz \epsilon ist das Produkt aus Winkeldivergenz und Querschnittsfläche eines Teilchen- oder Lichtstrahls: Genauer bezeichnet die Emittanz das Volumen, das ein Teilchen- oder Lichtstrahl im Phasenraum ausfüllt.
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Exotische Atome
Als exotische Atome werden atomähnliche gebundene Teilchen bezeichnet, bei denen wenigstens eines der beteiligten Teilchen kein gewöhnlicher Atom-Bestandteil ist, also kein Proton, Neutron oder Elektron.
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Fermi National Accelerator Laboratory
Luftbild des Fermilab Das Fermi National Accelerator Laboratory oder kurz Fermilab ist ein Forschungszentrum für Teilchenphysik, das vom US-amerikanischen Department of Energy betrieben wird.
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Genf
Genf ist eine Stadt und politische Gemeinde sowie der Hauptort des Kantons Genf in der Schweiz.
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Gradientenfeld
Ein Gradientenfeld oder konservatives Feld ist ein Vektorfeld, das aus einem Skalarfeld durch Differentiation nach dem Ort abgeleitet wurde, bzw.
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Grundzustand
Der Grundzustand eines quantenmechanischen oder quantenfeldtheoretischen Systems ist dessen Zustand mit der geringstmöglichen Energie (siehe auch Energieniveau).
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GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung
Datum.
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Helium
Helium (von) ist ein chemisches Element und hat die Ordnungszahl 2.
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Hohlraumresonator
Hohlraumresonatoren sind Gebilde, in denen sich durch Resonanz eine stehende Welle, meist mit verschiedenen Moden, bilden kann.
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Homogenität
Homogenität (von ὁμός homόs „gleich“ und γένεσις genesis „Erzeugung, Geburt“, also etwa: gleiche Beschaffenheit) bezeichnet die Gleichheit einer Eigenschaft, über die gesamte Ausdehnung eines Systems oder auch die Gleichartigkeit von Elementen eines Systems.
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Hyperboloid
Einschaliges Hyperboloid Zweischaliges Hyperboloid Ein Hyperboloid ist im einfachsten Fall eine Fläche, die durch Rotation einer Hyperbel um eine ihrer Achsen entsteht (Rotationsfläche).
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Impulserhaltungssatz
Der Impulserhaltungssatz hilft, das Verhalten eines Kugelstoßpendels zu verstehen Der Impulserhaltungssatz, auch Impulserhaltung oder Impulssatz, ist einer der wichtigsten Erhaltungssätze der Physik.
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Ionisation
Stoßionisation durch ein Elektron Ionisation heißt jeder Vorgang, bei dem aus einem Atom oder Molekül ein oder mehrere Elektronen entfernt werden, sodass das Atom oder Molekül als positiv geladenes Ion (Kation) zurückbleibt.
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Iridium
Iridium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ir und der Ordnungszahl 77.
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Isotop
beta-plus-radioaktives Isotop. Als Isotope (von ísos „gleich“ und τόπος tópos „Ort, Stelle“) bezeichnet man die verschiedenen Atomarten desselben chemischen Elements.
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Kelvin
Das Kelvin (Einheitenzeichen: K) ist die SI-Basiseinheit der thermodynamischen Temperatur und zugleich gesetzliche Temperatureinheit in der EU, der Schweiz und fast allen anderen Ländern.
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Kernmasse
Die Kernmasse m_\mathrm bezeichnet die Masse eines von allen Elektronen der Hülle befreiten nackten Atomkerns.
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Kinetische Energie
Die kinetische Energie (von) oder auch Bewegungsenergie oder selten Geschwindigkeitsenergie ist die Energie, die ein Objekt aufgrund seiner Bewegung enthält.
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Kupfer
Kupfer (lateinisch Cuprum) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Cu und der Ordnungszahl 29.
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Lamb-Verschiebung
Lamb-Verschiebung als eine von mehreren Aufspaltungen der Energieniveaus des Wasserstoffatoms Die Lamb-Verschiebung (auch Lamb-Shift) ist ein Effekt in der Quantenphysik, der 1947 von Willis Eugene Lamb und Robert C. Retherford entdeckt wurde.
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Large Hadron Collider
Der Large Hadron Collider (LHC, deutsche Bezeichnung Großer Hadronen-Speicherring) ist ein Teilchenbeschleuniger am Europäischen Kernforschungszentrum CERN bei Genf.
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Lichtgeschwindigkeit
Die Lichtgeschwindigkeit c (c nach lat. celeritas: Schnelligkeit) ist eine fundamentale Naturkonstante.
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Magnetisches Dipolmoment
Das magnetische Dipolmoment (oder magnetische Moment) \vec ist in der Physik ein Vektor, dessen Maß die Stärke eines magnetischen Dipols und dessen Richtung die Orientierung des Dipols angibt.
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Magnetismus
Magnetfeld eines idealen zylindrischen Magneten mit der Symmetrieachse in der Bildebene Der Magnetismus ist eine physikalische Erscheinung, die sich unter anderem als Kraftwirkung zwischen Magneten, magnetisierten bzw.
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Massenspektrometrie
Massenspektrometrie bezeichnet ein Verfahren zum Messen der Masse von (historisch ursprünglich) Atomen oder (heute meist) Molekülen.
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Messabweichung
Die Messabweichung ist in der Messtechnik und Metrologie definiert als die Differenz zwischen einem Messwert und einem Referenzwert.
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Natrium
Natrium ist ein häufig vorkommendes chemisches Element mit dem Symbol Na und der Ordnungszahl 11.
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Nature
Nature: a weekly journal of science ist eine wöchentlich erscheinende, englischsprachige Fachzeitschrift mit Themen aus verschiedenen, vorwiegend naturwissenschaftlichen Disziplinen.
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Neon
Neon ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ne und der Ordnungszahl 10.
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Neutrino
Neutrinos sind elektrisch neutrale Elementarteilchen mit sehr geringer Masse.
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Newtonsches Gravitationsgesetz
Die äquivalenten Anziehungskräfte zweier Massen Das Newtonsche Gravitationsgesetz ist ein Gesetz der klassischen Physik, nach dem jeder Massenpunkt auf jeden anderen Massenpunkt mit einer anziehenden Gravitationskraft einwirkt.
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Observable
Eine Observable (‚beobachtbar‘) ist in der Physik, insbesondere der Quantenphysik, der formale Name für eine Messgröße und den ihr zugeordneten Operator (siehe auch hermitescher Operator), die im Zustandsraum, einem Hilbertraum, wirken.
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Ordnungszahl
Die Ordnungszahl, auch Kernladungszahl, Atomnummer oder Protonenzahl, Formelzeichen meist Z, von „Zahl“ (im englischen Sprachraum jedoch auch P für Protonenanzahl), gibt die Stellung eines chemischen Elements im Periodensystem der Elemente an.
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Paarbildung (Physik)
Unter Paarbildung, auch Paarerzeugung, versteht man in der Teilchenphysik die Bildung eines realen, beobachtbaren Teilchen-Antiteilchen-Paares.
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Penning-Falle
In einer Penning-Falle können elektrisch geladene Teilchen mit Hilfe eines konstanten Magnetfeldes und eines elektrostatischen Quadrupolfeldes gefangen und gespeichert werden.
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Photon
Photonen (von altgriechisch φῶς phōs „Licht“; Einzahl „das Photon“), auch Lichtquanten oder Lichtteilchen, sind anschaulich gesagt die Energie-„Pakete“, aus denen elektromagnetische Strahlung besteht.
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Pion
Pionen oder \pi-Mesonen (früher auch als Yukawa-Teilchen bezeichnet, da von Hideki Yukawa vorhergesagt) sind die leichtesten Mesonen.
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Porosität
Die Porosität ist eine dimensionslose Messgröße und stellt das Verhältnis von Hohlraumvolumen zu Gesamtvolumen eines Stoffes oder Stoffgemisches dar.
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Positron
Das Positron (Kofferwort aus positive Ladung und Elektron), Formelzeichen \mathrm^+\!\,, ist ein Elementarteilchen aus der Gruppe der Leptonen.
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Positronium
Positronium Positronium e^-e^+\!\, ist ein exotisches Atom, das aus einem Elektron e^-\!\, und seinem Antiteilchen, dem Positron e^+\!\,, besteht.
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Potentialtopf
Potentialtopf in einer Dimension. Dargestellt ist die Potentielle Energie als Funktion des Orts. Teilchen mit der eingezeichneten Energie ''E'' können nach der klassischen Mechanik den Potentialtopf nicht verlassen und sich nur in der Region von x_1 bis x_2 aufhalten. Der physikalische Begriff Potentialtopf ist eine anschauliche Bezeichnung für die Region um ein lokales Minimum der Potentialverteilung eines Systems.
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Potenz (Mathematik)
Die Schreibweise einer Potenz: \textPotenzwert.
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Proton
Das Proton (Plural Protonen; von „das erste“) ist ein stabiles, elektrisch positiv geladenes Hadron.
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Proton Synchrotron
Das Betriebsgelände des Proton Synchrotrons im Jahre 1965 Das Proton Synchrotron (PS) ist ein Synchrotron-Teilchenbeschleuniger mit 628 m Umfang am CERN.
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Quadrupol
Ladung der roten Punkte beträgt +Q, die der blauen Punkte −Q. Potential eines realen elektrischen Quadrupols Potential eines elektrischen Punkt-Quadrupols Ein Quadrupol entsteht aus der nebenstehend dargestellten Anordnung zweier entgegengesetzt-gleicher elektrischer oder magnetischer Dipole mit beliebigem Abstandsvektor, typischerweise \vec a genannt.
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Quadrupolmagnet
Ein Quadrupolmagnet, wie er in der Beschleunigerphysik eingesetzt wirdEin Quadrupolmagnet im DELTA (Dortmund)Ein Quadrupolmagnet ist eine Anordnung von vier magnetischen Polen, bei der sich die Nord- und die Südpole jeweils gegenüberliegen.
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Quantenelektrodynamik
Darstellung der grundlegenden Vorgänge im Feynman-Diagramm Die Quantenelektrodynamik (QED) ist eine Quantenfeldtheorie.
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Radioaktivität
DIN EN ISO 7010 W003: ''Warnung vor radioaktiven Stoffen oder ionisierenden Strahlen'' (auch auf abschirmenden Behältern) Radioaktivität (von französisch radioactivité; zu „strahlen“ und activus „tätig“, „wirksam“; zusammengesetzt also „Strahlungstätigkeit“) ist die Eigenschaft instabiler Atomkerne, spontan ionisierende Strahlung auszusenden.
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RealPlayer
RealPlayer ist ein Medienspieler des Unternehmens RealNetworks, ein Computerprogramm zum Abspielen von Video- und Audiodateien.
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Rekombination (Physik)
Rekombination ist in der Physik die neutralisierende Vereinigung elektrisch positiver und negativer Ladungsträger (Ionen, Elektronen).
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Relativitätstheorie
schwarzen Löcher Die Relativitätstheorie befasst sich mit der Struktur von Raum und Zeit sowie mit dem Wesen der Gravitation.
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Rydberg-Konstante
Die Rydberg-Konstante R_\infty ist eine nach Johannes Rydberg benannte Naturkonstante.
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Rydberg-Zustand
Ein Rydberg-Zustand (nach dem schwedischen Physiker Johannes Rydberg) ist ein quantenmechanischer Zustand eines Atoms, Ions oder Moleküls, bei dem das äußerste Elektron wesentlich weiter vom Zentrum entfernt ist als im Grundzustand.
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Schwerefeld
Ein Schwerefeld ist ein Kraftfeld, verursacht durch Gravitation und gegebenenfalls bestimmte Trägheitskräfte.
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Signal-Rausch-Verhältnis
Das Signal-Rausch-Verhältnis, auch Störabstand a oder (Signal-)Rauschabstand a_R, abgekürzt SRV oder S/R beziehungsweise SNR oder S/N von, ist ein Maß für die technische Qualität eines Nutzsignals (z. B. Sprache oder Video), das in einem Rauschsignal eingebettet ist.
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Speicherring
Schema eines Elektron-Positron-Speicherrings für Hochenergiephysik-Experimente GSI, Darmstadt Abschnitt des ESR des GSI Ein Speicherring ist eine Sonderform eines Synchrotron-Teilchenbeschleunigers, spezialisiert auf die Ansammlung und lange Aufrechterhaltung eines hohen Strahlstroms.
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Spektrallinie
Als Spektrallinien oder Resonanzlinien bezeichnet man voneinander scharf getrennte Linien eines Spektrums emittierter (Emissionslinien) oder absorbierter (Absorptionslinien) elektromagnetischer Wellen, im engeren Sinne innerhalb des Wellenlängenbereichs des sichtbaren Lichts (Lichtspektrum).
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Spektroskopie
Spiritusflamme und ihr Spektrogramm Spektroskopie bezeichnet eine Gruppe physikalischer Methoden, die eine Strahlung nach einer bestimmten Eigenschaft wie Wellenlänge, Energie, Masse etc.
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Stark-Effekt
Der Stark-Effekt ist in der Atomphysik die Verschiebung und Aufspaltung von atomaren bzw.
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Stickstoff
Stickstoff ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 7 und dem Elementsymbol N. Im Periodensystem steht es in der fünften Hauptgruppe bzw.
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Stochastische Kühlung
Stochastische Kühlung ist ein Verfahren, um einen Teilchenstrahl in einem Hochenergiephysik-Experiment zu kühlen, d. h.
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Strahlentherapie
Strahlentherapie (auch Radiotherapie) oder Strahlenbehandlung ist die medizinische Anwendung von ionisierender Strahlung auf den Menschen und auf Tiere, um Krankheiten zu heilen oder deren Fortschreiten zu verzögern.
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Stromrichter
Stromrichter (engl. power converter) sind ruhende elektrische Geräte bzw.
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Supraleiter
flüssigem Stickstoff gekühlten Hoch­temperatursupraleiter (ca. −197 °C)Ein keramischer Hochtemperatur­supraleiter schwebt über Dauermagneten Supraleiter sind Materialien, deren elektrischer Widerstand beim Unterschreiten der sogenannten Sprungtemperatur praktisch Null wird.
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Synchrotronstrahlung
Als Synchrotronstrahlung bezeichnet man die elektromagnetische Strahlung, die tangential zur Bewegungsrichtung geladener Teilchen abgestrahlt wird, wenn diese aus einer geraden Bahn abgelenkt werden.
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Target (Physik)
Als Target (englisch für Schießscheibe, Angriffsziel), Streukörper oder Beugungsobjekt bezeichnet man bei Experimenten beispielsweise in Teilchenbeschleunigern die Materie, die dem Teilchenstrahl ausgesetzt wird.
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Teilchenbeschleuniger
Ein Teilchenbeschleuniger ist ein Gerät oder eine Anlage, in der elektrisch geladene Teilchen (z. B. Elementarteilchen, Atomkerne, ionisierte Atome oder Moleküle) durch elektrische Felder auf große Geschwindigkeiten beschleunigt werden.
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Teilchendetektor
ALICE-Experiments des CERN. Rechts außen im Bild Personen Ein Teilchendetektor ist ein Bauteil oder Messgerät zum Nachweisen freier, bewegter Moleküle, Atome oder Elementarteilchen.
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Teilchenpaket
Als Teilchenpaket oder englisch bunch bezeichnet man eine Gruppe gleichartiger Teilchen, die sich räumlich und zeitlich gemeinsam in einem Teilchenbeschleuniger bewegen.
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Thermische Energie
Thermische Energie (auch Wärmeenergie) ist ein Begriff, der in verschiedener Weise für makroskopische und mikroskopische Energieformen verwendet wird, die sich auf die ungeordnete Bewegung der Teilchen (einschließlich der Photonen) in makroskopischer Materie oder in anderen Vielteilchensystemen beziehen.
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Thermodynamisches Gleichgewicht
Ein System ist im thermodynamischen Gleichgewicht, wenn es in einem stationären Zustand ist, in dem alle makroskopischen Flüsse von Materie und Energie innerhalb des Systems verschwinden.
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Titan (Element)
Titan ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Ti und der Ordnungszahl 22.
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Vakuum
Otto von Guericke demonstrierte 1657 die Wirkung von Vakuum mit seinen Magdeburger Halbkugeln Der äußere Luftdruck presst die Magdeburger Halbkugeln zusammen a) Halbkugeln mit Luft gefüllt b) luftleere Halbkugeln 1. Griff 2. luftdichte Abdichtung 3. Magdeburger Halbkugel 4. Luftdruck 5. (weitgehend) Vakuum Glasglocke mit Kolben-Vakuumpumpe für Schulversuche Vakuum ist in der technischen Praxis ein Raum mit weitgehender Abwesenheit von Materie.
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Viererimpuls
Als Viererimpuls oder auch Energie-Impuls-Vektor eines Teilchens oder Systems bezeichnet man in der relativistischen Physik zusammenfassend seine Energie und seinen Impuls in Form eines Vierervektors, d. h.
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Volt
Das Volt ist die SI-Einheit der elektrischen Spannung.
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Waagerechter Wurf
Waagerechter Wurf (Springbrunnen im Garten des Schloss Belvedere, Wien, Österreich). Unter dem waagerechten (auch waagrechten) beziehungsweise horizontalen Wurf versteht man in der Physik den Bewegungsvorgang, den ein Körper vollzieht, wenn er parallel zum Horizont geworfen oder geschossen wird, sich also mit einer horizontalen Startgeschwindigkeit nur unter dem Einfluss seiner Gewichtskraft bewegt.
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Wellenlänge
Phase (das sind Punkte mit gleicher Auslenkung und gleicher Steigung). Die Wellenlänge \lambda (griechisch: Lambda) einer periodischen Welle ist der kleinste Abstand zweier Punkte gleicher Phase.
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Wolfram
Wolfram ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol W und der Ordnungszahl 74.
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Leitet hier um:
ALPHA (CERN), ATRAP, Antiprotonen-Entschleuniger.
