• entwickelt Anfang des 20. Jh. von Heisenberg, Bohr, Born und anderen als Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik
  • Atome lassen sich noch bis zu Elektronen, Protonen und Neutronen in Teilchen zerlegen, denen man eine räumliche Ausdehnung und räumliche Eigenschaften wie einen Ort zuordnen kann. Bis dahin kann man noch die newtonsche Mechanik anwenden.
  • Elektronen, Protonen und Neutronen bestehen aber nicht mehr aus materiellen Einheiten, sondern aus Quanten, die mehr wie ein elektromagnetisches »Energiefeld« sind, das einen Zustand hat. Diese Quanten können nach dem radioaktiven Zerfallsgesetz in einen anderen Zustand wechseln. Daher können zum Beispiel Elektron-, Myon- und Tau-Neutrinos gegenseitig ineinander übergehen; der Sohn ist der Großvater, was beim Zerfall materieller Teilchen nicht möglich ist.
  • es gibt über 100 dieser Elementarteilchen: zu jedem Teilchen ein Antiteilchen und zu denen neitrinos und das alles in drei Generationen

Quantenmechanik: Regeln/Gesetzmäßigkeiten, die das Verhalten von Teilchen auf atomarer Ebene beschreiben. Analog zur Newtonschen Mechanik, die das Verhalten von Körpern auf der makroskopischen Ebene beschreibt.

Quantentheorie: »Die Zustände der kleinsten Teile der Materie nehmen nur diskrete Energieniveaus an. Sie verändern ihren Zustand nicht stetig, sondern sprunghaft.« Dies ist ein großer Widerspruch zur Newtonschen Mechanik, da diese von einem kontinuierlichen Verlauf ausgeht.

Anfang des 20. Jahrhunderts massive Erkenntnisse über das Atommodell

  1. Effekt: Körper die erwärmt werden, strahlen Licht in einer bestimmten Farbe (Wellenlänge) in Abhängigkeit der Wärme ab; Wärmestrahlung. Planck findet eine Formel, die den Zusammenhang beschreibt; Plancksche Gesetz der Wärmestrahlung
  2. Planck wendet diese Formel auf einzelne Atome an und betrachtet ein strahlendes Atom als Oszillator. Die Formel ergibt, dass der Oszillator die Energie nicht stetig, sondern in Energiequanten aufnehmen muss, also nur diskrete Energieniveaus/Zustände annehmen kann; Quantentheorie (1900)
  3. Einstein erklärt aufgrund des photoelektrischen Effekts, dass Licht aus Lichtquanten (Energiepaketen) besteht, die sich mit hoher Geschwindigkeit durch den Raum bewegen. Widerspruch zur herkömmlichen Deutung von Licht als Welle; beide Interpretationen erklären beobachtete Effekte des Lichts: Beugung bzw. photoelektrischer Effekt; Welle-Teilchen-Dualismus
  4. 1911 stellt Rutherford ein Atommodell auf, bei dem der Kern positiv elektrisch geladen ist und die Atome um den Kern kreisen.