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Aggregatzustand

Ein und dieselbe Portion Materie kann, je nach den äußeren Verhältnissen (etwa: je nach Temperatur), ganz unterschiedliche Eigenschaften besitzen. Die wichtigsten Zustandsformen sind für ein weites Spektrum an Materiesorten dieselben und heißen Aggregatzustände: fest, flüssig, gasförmig oder plasmaartig. Bei sehr geringer Temperatur formen die Atome der Materie einen formstabilen Festkörper, der, erhöht man die Temperatur, zu einer Flüssigkeit schmelzen kann, die bei noch höherer Temperatur zu einem Gas, wild durcheinander flitzender Atome und/oder Moleküle wird. Bei noch höherer Temperatur können sich die Elektronen frei bewegen und sind nicht mehr an den Atomkern gebunden. Diesen Aggregatzustand nennt man Plasma.

Definitioner

Temperatur

In Systemen mit vielen Teilchen, seien es Festkörper, Flüssigkeiten oder Gase, befinden sich die Bestandteile immer in ungeordneter Bewegung gegeneinander - sei es, dass die Atome eines Kristalls ein wenig schwingen oder die Gasmoleküle wild durcheinanderlaufen und miteinander zusammenstoßen. Die mittlere Energie, die auf jede Bewegungsmöglichkeit entfällt, ist dabei dieselbe, und diese mittlere Energie wird als Temperatur bezeichnet. Je höher die mittlere Energie, desto höher die Temperatur - ein heißer Festkörper ist beispielsweise einer, in dem die Atome wesentlich heftiger schwingen als in einem kalten. Auch bestimmten Gemischen elektromagnetischer Strahlung lässt sich eine Temperatur zuweisen (Strahlungstemperatur), der Wärmestrahlung nämlich, deren Eigenschaften nur durch einen einzigen Parameter bestimmt werden, eben die Temperatur. In der Physik (und im internationalen Einheitensystem SI) wird die Temperatur in Kelvin gemessen, im Alltag in Celsius oder, etwa in den USA, in Fahrenheit .

Spektrum

Die elektromagnetische Strahlung, die man aus einer bestimmten Quelle empfängt, ist in der Regel ein Gemisch aus elektromagnetischen Wellen der verschiedensten Frequenzen, und ein Spektrum ist so etwas wie die Inhaltsangabe des Gemischs: Wieviel der Strahlungsenergie entfällt auf Wellen dieser einen Frequenz? Wieviel auf jene andere Frequenz?

Materie

In der Allgemeinen Relativitätstheorie: Alle Gebilde, die zur Krümmung der Raumzeit beitragen, also Teilchen, Staub, Gase, Flüssigkeiten, elektromagnetische und andere Felder.

In der Elementarteilchenphysik: Alle Elementarteilchen mit halbzahligem Spin, etwa Elektronen und Quarks und aus ihnen zusammengesetzte Gebilde wie Protonen und Neutronen, im Gegensatz zu Kraftteilchen.

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