Mit Max Plancks Entdeckung des nach ihm benannten Wirkungsquantums im Dezember 1900 beginnt das Zeitalter der modernen Physik. Es ist durch die Entwicklung neuer Theorien gekennzeichnet, die über die klassischen Gesetze hinausgehen: einerseits Einsteins Relativitätstheorien von 1905 und 1916, andererseits die Quantenmechanik (1925/26). Charakteristisch für die Geschichte der modernen Physik ist die enge Verzahnung experimenteller und theoretischer Entdeckungen. Ein Schwerpunkt der Darstellung ist die Kernphysik, die Aufklärung des Aufbaus des Atomkerns und seiner Bestandteile und der zwischen diesen wirkenden Kräfte. Auch die Geschichte wichtiger Anwendungen der modernen Physik vom Kernreaktor bis zum Laser wird geschildert.
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