Teilchen

Ein Teilchen bezeichnet ein kleines Objekt, einen kleinen Körper. Im speziellen physikalischen Fall wird Teilchen als Kurzwort für Elementarteilchen benutzt.

Als Teilchen werden die Körper bezeichnet, die klein gegenüber dem Maßstab des betrachteten Systems sind. Die innere Struktur eines einzelnen Teilchens spielt dabei keine Rolle, sondern lediglich sein Verhalten als Ganzes gegenüber anderen Teilchen oder äußeren Einflüssen.

• In der klassischen Mechanik bezeichnet man mit Teilchen einen Massepunkt, der durch die folgenden Eigenschaften beschrieben wird:

   Masse und Ladung des Teilchens;
   Ort des Teilchens durch die Angabe der Koordinaten;
   Geschwindigkeit, Beschleunigung und Impuls des Teilchens; 
   Kräfte zwischen den Teilchen (Schwerkraft, elektromagnetische Kräfte).
   In der klasssichen Mechanik sind alle Teilchen mit den 
   genannten Eigenschaften in ihrem zeitlichen Verhalten lückenlos
   vorbestimmt. 

• Bei Experimenten mit Sand bezeichnet man ein Sandkorn als Teilchen.
• In Festkörpern, Flüssigkeiten oder Gasen werden Moleküle als Teilchen bezeichnet.
• Atomphysik und Kernphysik betrachten die einzelnen Bestandteile des Atoms als Teilchen.
• Die Teilchenphysik selbst setzt sich mit den kleinsten bekannten Objekten, den Elementarteilchen auseinander.
• In einem Teilchenbeschleuniger werden geladene Teilchen auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt. Die Teilchen können in diesem Fall Elektronen, Protonen, Atomkerne oder Ionen sein.

Addendum:

Ein Teilchen ist ein sehr einfaches physikalisches System. Es ist charakterisiert durch eine Menge unveränderlicher Eigenschaften. Ausserdem befindet sich es zu jedem Zeitpunkt in einem bestimmten Zustand. Dieser Zustand ist dadurch gegeben, daß eine Menge von Variablen einen bestimmten Wert haben.

In der Newtonschen Mechanik ist ein Teilchen ("Massepunkt") charakterisiert durch die träge Masse $m_{t}$. Diese geht in das Newtonsche Bewegungsgesetz $\mathbf {F} =m_{t}\mathbf {a}$ ein. In der klassischen Mechanik legen die Variablen Ort und Impuls den Zustand eines Teilchens fest: zu jeder Zeit $t$ befindet sich ein Teilchen an einem bestimmten Ort und es besitzt einen bestimmten Impuls (der Impuls ist in der Regel durch träge Masse mal Geschwindigkeit $\mathbf {v}$ des Teilchens gegeben). Bei gegebener auf das Teilchen wirkender Kraft wird die Änderung des Zustands des Teilchens durch o.g. Newtonsches Bewegungsgesetz bestimmt.

Die Wechselwirkung von Teilchen mit Kraftfeldern wird durch weitere unveränderliche Eigenschaften des Teilchens charakterisiert. In der Newtonschen Gravitationstheorie koppelt das Teilchen mit seiner schweren Masse $m_{s}$ an das Gravitationsfeld $\mathbf {g}$. Die Kraft auf das Teilchen ist durch die Beziehung $\mathbf {F} =m_{s}\mathbf {g}$ gegeben. Weiterhin ist in der Maxwellschen Elektrodynamik die Kopplung des Teilchens an das elektromagnetische Feld durch die Eigenschaft der elektrischen Ladung $q$ des Teilchens gegeben. Die Kraft auf das Teilchen ist durch die Lorentzkraft $\mathbf {F} =q\mathbf {E} +\mathbf {v} \times \mathbf {B}$ gegeben. Dabei beschreiben $\mathbf {E}$ und $\mathbf {B}$ das elektromagnetische Feld.