Physik - Atome

Dieses Thema im Forum "Schule, Studium, Ausbildung" wurde erstellt von darkman x, 5. April 2011 .

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  1. 5. April 2011
    Hallo rr-community,

    ich schreibe morgen eine Klausur in Physik und hab eine Verständnisfrage.

    Meine Frage ist: Warum muss der Atomkern positiv geladen sein?

    Ich denke das die Elektronen durch Energieaufnahme und- Abnahme die Bahnen, zum Atomkern und vom Atomkern weg, wechseln können. Wäre der Atomkern negativ, wie die Elektrionen, dann würde dieser Vorgang nicht stattfinden und es würden auch keine Lichtemissionen entstehen, weclhe bei Energieabgabe zu sehen sind.

    Aber was ist mit der Anziehung der Elektronen?

    BW gehen raus
     
  2. 5. April 2011
    AW: Physik - Atome

    Hmm. Warum die Elektronen nicht in die Kerne stürzen du wissen willst junger Padawan?

    Die Elektronen können ihre Energiezustände ändern. Sie können durch Photonen (= mit richtiger Wellenlänge nennen wir es einfach mal "Licht") auf ein höheres Energieniveau gebracht werden und auch durch abgabe eines Photons auf ein geringeres Energieniveau gelangen. Dabei gilt aber das Pauli Prinzip, dass sich keine Elektronen in den 4 Quantenzahlen n,l,m,s übereinstimmen blablabla. Modell stehende Welle im linearen Potentialtopf. Ich glaube der Kern hat damit jetzt erstmal weniger zu tun. Lustig ist hierbei noch zu sagen, dass (zumindest dem Modell nach) sich Elektronen nicht im Kern aufhalten können, weil das mit E= h²/(8ma²)*n² eine ziemlich große Energie ergäbe

    Diese Bahnen, also "Orbitale" sind eigentlich nur Antreffwahrscheinlichkeiten :]

    Auch im Kern gibt es Energiezustände und deren Änderung, siehe Radioaktivität und so. (Modell)

    Außerdem wirkt im Kern selbst die Kernkraft, welche die einzelnen Protonen da hält, weil sie sich ja abstoßen (elektrische Kraft) aber die Kernkraft ist sehr viel größer als die elektromagnetische Kraft.

    Die Elektronen selbst müssten laut der klassischen Physik in die Kerne stürzen, da, wenn sie sich herumbewegten, ja ein Magnetfeld erzeugen (bewegte Ladung) und Energie abgeben täten, tun sie aber anscheinend nicht --> Welle-Teilchen-Dualismus. (Bohrs-Atommodell)

    Bevor ich hier jetzt noch weiter irgendwelchen Abimist schreibe, sag mal lieber welche Klasse du bist

    Am besten du schaust dir lieber das hier an:

    http://www.leifiphysik.de/web_ph09_g8/grundwissen/06atome/atome.htm
     
  3. 5. April 2011
    AW: Physik - Atome

    Die Antwort zu deiner frage ist eigentlich etwas komplex da hier die Gesetze der Quantenmechanik gelten. Aber ich versuchs mal.
    Also wie du wahrscheinlich schon weißt zieht sich Posetiv und Negativ an. Warum grade das Elektron Negativ und der Atomkern Posetiv Geladen ist lass ich mal weg.
    Im ersten Moment denkt man doch das, dass das Elektron zum Kern fliegt aber genau hier fängt die Quantenmechanik an. Obwohl das Elektron ein Teilchen ist verhält es sich wie eine Welle und das wichtigste Gesetz bei der Welle ist das es sich nicht zum Knoten bewegt. Du musst dir vorstellen das du ein Stein in ein See wirfst da bewegen sich die wellen auch Weg vom Einschlag punkt.
    So jetzt wirken zwei kräfte das Negative Elektron will zum Posetiven Atomkern. Gleichzeitig bewegt es sich Weg vom Kern weil es sich wie eine Welle verhält.
    Dabei musst du aber wissen das mit Welle nicht eine Welle wie im See gemeint ist sondern eine Wahrscheinlichkeitswelle. Das kann man sich jetzt alles schlecht vorstellen und warum das alles so ist kann man eigentlich nur verstehen wen man die Hohe Mathematik beherrscht. Dabei darfst du auch nicht an das Klassische Atom Modell denken wo das Elektron um den Kern fliegt. In Wirklichkeit fliegt das Elektron nicht um den Kern Es ist nur eine Wahrscheinlichkeit wo sich das Elektron aufhält. Ich hoffe du versteht was ich meine. Wen du alles wirklich genau wissen willst dan musst du erstmal Super viel über Quantengravitation lesen aber ich denk das dauert länger als paar stunden und man braucht sehr viel vor kentnisse in Physik. Und leichter kann ich das nicht erklären.
     
  4. 5. April 2011
    AW: Physik - Atome

    Jo man, ist richtig! Ich kann den Scheiß nicht mehr sehen, vorallem weil es doch eh wieder nur die halbe Wahrheit ist und ich es einfach mal stumpfsinnig runtergerasselt habe

    @TE: Je nach dem in welcher Klasse du bist würde man da sicher anders antworten, besonders wenn man von Quantenphysik noch nie was gehört hat^^
     
  5. 5. April 2011
    AW: Physik - Atome

    ehm.. not...

    und ebenfalls eigentlich nicht. dein post ist nicht ganz falsch. aber eben auch nicht ganz richtig

    ich (als physikstudent) versuche das ganze nun mal in ein paar zeilen zu erklären. normalerweiße dauert das wohl ca ne woche bis man das halbwegs überrissen hat.

    also richtig war oben schonmal, das das mit dem welle-teilche-dualismus zu tun hat. d.h. ein teilchen verhällt sich immer wie eine welle, außer es "interagiert" in irgendeiner form mit seiner umgebung.

    also: wieso stürzt das elektron nicht in den kern, obwohl sich doch negative und positive ladungen anziehen? und wieso verliert es nicht an energie, wo bewegte ladungen doch photonen abgeben (energie kann zwischen teilchen immer nur in vorm von photonen übertragen werden)?

    die lösung: das bohrsche atom modell, das die elektronen um den kern kreisen ist für diese fall nicht ausreichend. es treten eben effekte auf, die man nicht erklären kann.

    nun kommt das ganze mit den orbitalen: ein orbital ist nicht wie beim bohrschen-atommodell eine "flugbahn" weiter außen, sondern eine aufenthalswahrscheinlichkeits-wolke, die je nach energie des elektrons (eben auf welcher "schale" es sich befindet) anders aussieht. auf der untersten schale, der s.g. 1s schale ist diese aufenthaltswahrscheinlichkeit eine kugel(diese ist nicht homogen gefüllt sondern auf einer andere weiße aber das ginge hier zu weit). die kugel ragt auch in den atomkern hinein! d.h. das elektron kann sich auch IM atomkern aufhalten! klingt nun erstmal unglaublich ABER man bedenke: jedes teilchen des kerns, sowie das elektron sind WELLEN. Sie interagieren nicht miteinander. deswegen zeigen sie in diesem fall ihren wellen charakter und beeinflussen sich gegenseitig nicht(eine messung verändert das system und der teilchen character tritt hervor.siehe doppelspalt experiment)!

    d.h. die proton-welle und die elektron welle können am selben ort sein, ohne etwas von einander zu "spüren". und da sich das teilchen quasi auch nicht "bewegt" sondern sich eben in diesem "wolkenartigen" zustand um den gern befindet, gibt es auch keine energie ab.

    kurz gefasst: das elektron ist "in wirklichkeit" keine kleine kugel die um den kern fliegt, sondern eine wolke, quasi "verschmiert", und bewegt sich in dem sinne nicht. Wieso die wolke nun so aussieht wie sie aussieht, warum sie genau diese größe hat und warum die orbitale anderer elektronen hantelförmig oder wie ein ring aussehen, geht zu weit in die materie hinein denke ich.

    ich weiß das klingt nun etwas weit hergeholt alles, aber wie gesagt,es gibt leute die studieren ihr lebenlang um das zu begreifen

    ich hoffe ich konnte dir klar machen, dass das bohrsche atommodell genau an dieser stelle seine schwäche hat. es stimmt nicht. die orbitalbildung ist dann ein misch aus quantenmechanik, statistik und dem wellencharakter des elektrons. falls du noch nähergehend hilfe brauchst. schreib mir doch eine pm. dann erkläre ich dir das gerne genauer an anderer stelle.

    EDIT: mal tippfehler ,rechtschreibung uns satzbau etwas angepasst nicht perfekt aber denke nun lässt es sich lesen!

    gruß wurmi
     
  6. 5. April 2011
    AW: Physik - Atome

    @Wurm666

    Jo ich gebe dir Recht, ich hab natürlich die erstmal fürs Abi gültigen Modelle runtergerissen.

    Zur Welle könnte man ja auch noch De Broglie nennen.

    @ Ralf Iesenpenis

    Hatte bisher das Vergnügen mit Mathe und Bio. War beides ja wohl nicht soo schwer. Jetzt noch Physik und Englisch, dann Geschichte mdl.
     
  7. 5. April 2011
    AW: Physik - Atome

    naja... die sachend ie du gebracht hast, mit dem pauli prinzip stimmt aber nicht.. das hat nichts mit dem pauli-prinzip zu tun, also das das elektron nicht in den kern stürzt... das pauli-prinzip ist der grud dwarum auf der 1s schale nur 2 elektronen platz haben aber gut. das wieder ein GROßES anderes thema.

    wie gesagt. wenn ers nicht versteht was ich da in meinem gehirnsumpf ausgegraben habe, möge er mir ne pm schicken. dann erklär ich das da nochmal neu/genauer :lol:

    EDIT: LOL. mir fällt grade auf: war das überhaupt die frage? ich meine ich beantworte hier was ohne die frage WIRKLICH verstanden zu haben xD. wenn du was anderes meinst TE dann bitte frag besser...
     
  8. 5. April 2011
    AW: Physik - Atome

    Ich bedanke ich mich erstmal für eure Hilfe, aber ich will mich nicht SO sehr in dieses Thema einsteigen. Könnt ihr vielleicht kurz und knapp erläutern warum jetzt das atomkern positiv geladen sein muss? Und was es mit der Anziehung an sich hat?
     
  9. 5. April 2011
    AW: Physik - Atome

    Hab ich doch gar nicht Das mit dem Pauli Prinzip hab ich nur zur Sicherheit bei den Energiezuständen erwähnt, da der TE ja was von Lichtabgabe und so genannt hat. Da wollte ich das Pauli Prinzip einfach nur erwähnen. Hat ja was damit zu tun, dass es charakteristische Wellenlängen gibt, da es ja immer zurück auf einen unbesetzten Zustand nur geht :]

    Achso sorry TE wenn wir abgeschweift sind: Deine Frage wird in meinem Link erklärt (edit: "festgestellt"). Das hat sich aus dem Rutherford'schen Streuversuch herausgestellt.
     
  10. 5. April 2011
    AW: Physik - Atome

    Gegenfrage: Warum sollte der Atomkern nicht positiv geladen sein!? Sowas hab ich noch nie hinterfragt...
     
  11. 5. April 2011
    AW: Physik - Atome

    sry ich vertseh die frage nicht...

    der kern ist positiv geladen, weil protonen eine positive ladung tragen.

    und warum die anziehung: negative und positive ladungen ziehen sich nunmal an. das zu erklären wird NOCH schwieriger...
     
  12. 5. April 2011
    AW: Physik - Atome

    Stimmt tut mir leid, hab ich zu spät gesehen.

    Das mit der Anziehungskraft hab ich jetzt einwenig verstanden. Aber ich versteh immer noch nicht ganz warum jetzt der Atomkern positiv geladen sein muss.

    Also die Elektronen werden von dem Atomkern angezogen, weil der Atomkern postiv ist und die Elektronen eine negative Ladung haben. Deshalb umkreisen sie den Kern ähnlich wie die Planeten die Sonne.

    Oh jetzt leuchtet es mir ein. Danke an allen und danke an Gretchen.

    Dein Link hat mir sehr geholfen.
     
  13. 6. April 2011
    AW: Physik - Atome

    nur noch ein Wort: prinzipiell müssen die Dinge die den Kern bilden und die Dinge die die Kernhülle bilden ja nur entgegengesetzt geladen sein. Es gibt durchaus exotische Antimaterie bei der der Kern negativ ist und die Hülle Positiv.

    Aber bei normalen Atomen wie man sie in der Natur findet ist es halt positiver Atomkern und negative Elektronen.
     
  14. 7. April 2011
    AW: Physik - Atome

    Das Elektron wurde vor dem Proton entdeckt, und da zu der Zeit ein gewisser Herr Rutherford da ganz weit vorne war, wollte er die Teilchen im Atomkern ursprünglich Kernteilchen nennen. Dann hat man sich darauf geeinigt, das die Elektronen negativ geladen sind und die Kernteilchen demzufolge Positiv geladen sein müssen, da sie sich sonst abstoßen würden. Folglich nennt man sie Protonen. Eine einfache Difinition, es hätte auch anders kommen können.
     
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