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SG132 Protonen und Neutronen

© H. Hübel Würzburg 2013

Elektron

Quantenobjekt

Glossar

Physik für Schülerinnen und Schüler

Ein Proton ist ein Teilchen, das Träger folgender unveränderlicher Eigenschaften ist: (Ruhe-)Masse mP = 1,672623·10-27 kg, elektrische Ladung q = e = 1,6·10-19 A·s, Spin 1/2·ħ. Wegen seiner relativ großen Masse gehört es zu den Baryonen ("schwere Teilchen"), die zusätzliche Eigenschaften haben. Wegen seines halbzahligen Spins gehört es zu den Fermionen. Es genügt dem Pauli-Prinzip.

Ein Proton ist ein Quantenteilchen, also ein spezielles Quantenobjekt. Es verhält sich anders als ein klassisches Teilchen. Es besitzt z.B. nicht gleichzeitig Ort und Geschwindigkeit (Impuls) als Eigenschaften. Über Messwerte lassen sich nur dann be-stimmte Aussagen machen, wenn sie gemessen sind. Wenn ein Ort gemessen ist, hat ein Proton diesen Ort als Eigenschaft, aber keine Geschwindigkeit. Umgekehrt, wenn eine Geschwindigkeit gemessen ist, hat ein Proton diese Geschwindigkeit als Eigenschaft, aber keinen Ort. Andernfalls kann man nur Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Eintreten von be-stimmten Messwerten machen. Manchmal kann man für Erwartungswerte (vergleichbar mit Mittelwerten) genäherte Aussagen machen, die denen eines klassischen Teilchens ähneln (vgl. Ehrenfest-Theorem).

Das Proton besitzt als Antiteilchen das Antiproton. Es unterscheidet sich vom Proton allein durch die negative Ladung q = -e = -1,6·10-19 A·s.

Das Neutron ist mit dem Proton sehr verwandt. Es ist Träger fast der gleichen Masse mN = 1,67495·10-27 kg, der Ladung q = 0 A·s, des Spins 1/2·ħ. Es ist sozusagen der neutrale Zwillingsbruder des Protons. Es gehört ebenfalls zu den Baryonen und den Fermionen. Es besitzt kein Antiteilchen (bzw. ist sein eigenes). Proton wie Neutron bestehen nach dem Standard-Modell aus je drei Quarks.

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( Juni 2014 )