PDA

Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Atombewegung


fossilium
15.10.13, 23:47
Hi zusammen,
seit langem quält mich ein Thema: die Atombewegung.
Kann mir jemand sagen, warum sich die Atome bewegen ?
Ich meine, was macht deren Antrieb aus ?
Und wiese sind die Atome nicht längst auf eine Geschwindigkeit nahe Null abgebremst - sind alle Stösse mit anderen Objekten elastisch (kann man diese klassischen Begriff hier anwenden ?).
Und vor allem: wieso übertrages alle Objekte innerhalb eines abgeschlossenen System ihre gesamte Energie nach und nach auf die Atombewegung, so also ob diese die Energie "auf sich ziehen" würde.
Rätsel über Rätsel.
Kann mir einer helfen ?
Grüsse
Fossilium

Ich
16.10.13, 09:34
Kann mir jemand sagen, warum sich die Atome bewegen ?
Ich meine, was macht deren Antrieb aus ?
Trägheit. Dinge brauchen keinen Antrieb, um sich zu bewegen. Wenn keine Kräfte einwirken, wird die Bewegung andauern.
Und wiese sind die Atome nicht längst auf eine Geschwindigkeit nahe Null abgebremst - sind alle Stösse mit anderen Objekten elastisch (kann man diese klassischen Begriff hier anwenden ?).
Ja, den kann man anwenden. Elastische Stöße sind in der Teilchenphysik solche, bei denen die Stoßpartner vorher und nachher im selben Energiezustand sind und keine weiteren Teilchen erzeugt werden.
Atomare Stöße sind ziemlich elastisch, aber es kommt auch vor, dass dabei (oder kurz danach) Photonen erzeugt werden, die Energie wegtragen. Das ist die Schwarzkörperstrahlung. Dadurch verringert sich in der Tat die Temperatur mit der Zeit - aber nur, wenn es außenrum kälter ist.
Und vor allem: wieso übertrages alle Objekte innerhalb eines abgeschlossenen System ihre gesamte Energie nach und nach auf die Atombewegung, so also ob diese die Energie "auf sich ziehen" würde.
Tun sie eigentlich gar nicht.
Atombewegung hat halt unwahrscheinlich viele Freiheitsgrade. Wenn man da irgendeine geordnete Energie (z.B. eine Schallwelle) reinbringt, dann funktioniert der Energietransport nur in eine Richtung: Aus der Schallwelle kann Energie in ungeordnete Atombewegung gehen, aber aus ungeordneter Atombewegung kann keine geordnete Schallwelle entstehen. Ob und wie schnell so ein Transport stattfindet hängt von den Details ab. Eine gespannte Feder z.B. hat wenig Veranlassung, ihre Energie in Atombewegung umzusetzen.

fossilium
16.10.13, 20:20
Hallo Ich,

dass sich Atome wegen Trägheit bewegen ist klar. Aber sie bewegen sich auch in einem Kristallgitter oder einem Molekül. Wieso ist ist ihre Schwingung hier nicht gedämpft ? Auch elastisch ? Immerhin sind die Atome hier aneinander gebunden, das müsste Auswirkungen haben auf den elastischen Hin- und Her-Stoss - oder auch nicht.

Ist das überhaupt eine Hin- und Her-Schwingung ? Schwingen nur die Elektronenhüllen, oder auch die Kerne ? Wenn auch die Kerne, müsste dies u.a. gravitative Auswirkungen haben (Gravitationswellen, Wegtragen von Energie).

Dass Atome ihre Fähigkeit zur Bewegung einfach nicht aufgeben, ist schon ein erstaunliches Phänomen. Letztlich wäre dies -wenn sie elastisch stossen - der Tägheit ihrer Kerne geschuldet.

Woher erhalten diese ihre Anfangsgeschwindigkeit ? Beim Herausschleudern ins All bei der Elementsynthese ? Dann wäre die Ursache ihrer Bewegung letztendlich die Gravitation, die Materie einsammelt, durch Druck sythetisiert und wieder ins All herausschleudert ? Die Gravitation wäre dann die Mutter aller Wärmebewegungen.

Grüsse Fossilium

Ich
17.10.13, 13:31
Hallo,

dass sich Atome wegen Trägheit bewegen ist klar.
Dass Atome ihre Fähigkeit zur Bewegung einfach nicht aufgeben, ist schon ein erstaunliches Phänomen. Letztlich wäre dies -wenn sie elastisch stossen - der Tägheit ihrer Kerne geschuldet.
Ist es jetzt "klar" oder "erstaunlich"? Mal was ganz grundsätzliches dazu: Energie geht nicht verloren. Was ist eine gedämpfte Schwingung? Das ist eine, wo die Energie mit der Zeit auf viele mikroskopische Freiheitsgrade verteilt wird. Wenn das einmal erfolgt ist, was soll dann weiter passieren? Die Energie wird von diesen mikroskopischen Freiheitsgraden weitergereicht, von einem zum andern und auch mal wieder zurück. Sie kann aber nicht verschwinden. Also:
Aber sie bewegen sich auch in einem Kristallgitter oder einem Molekül. Wieso ist ist ihre Schwingung hier nicht gedämpft ? Auch elastisch ? Immerhin sind die Atome hier aneinander gebunden, das müsste Auswirkungen haben auf den elastischen Hin- und Her-Stoss - oder auch nicht.
Eine makroskopische Schwingung im Kristtallgitter wird gedämpft. Das heißt, dass an ihrer Statt lauter winzige, ungeordnete Schwingungen entstehen, sogenannte Phononen (http://de.wikipedia.org/wiki/Phonon). Die können nicht gesamt verschwinden: wenn Energie aus der einen Mode verschwindet, muss sie in eine andere Mode gehen. Wollte man diese ungeordnete Bewegung reduzieren, müsste man Energie aus dem System nehmen, es also abkühlen.
Ist das überhaupt eine Hin- und Her-Schwingung ? Schwingen nur die Elektronenhüllen, oder auch die Kerne ? Wenn auch die Kerne, müsste dies u.a. gravitative Auswirkungen haben (Gravitationswellen, Wegtragen von Energie).
Es schwingen hauptsächlich die Kerne, weil sie die Masse tragen und deswegen bei niedrigeren Frequenzen angeregt werden. Gravitationswellen sind allein schon quantitativ völlig vernachlässigbar; auch qualitativ wird ein quantenmechanischer Zustand ohne veränderliches Quadrupolmoment keine Gravitationswellen abstrahlen.

Woher erhalten diese ihre Anfangsgeschwindigkeit ? Beim Herausschleudern ins All bei der Elementsynthese ?
Vorher, beim Reheating (http://en.wikipedia.org/wiki/Inflation_%28cosmology%29#Reheating). Gravitation musst du dafür nicht bemühen, es wird ja nichts "ins All hinausgeschleudert". Materie war überall.

Hawkwind
17.10.13, 14:27
Hallo,



Ist es jetzt "klar" oder "erstaunlich"? Mal was ganz grundsätzliches dazu: Energie geht nicht verloren. Was ist eine gedämpfte Schwingung? Das ist eine, wo die Energie mit der Zeit auf viele mikroskopische Freiheitsgrade verteilt wird. Wenn das einmal erfolgt ist, was soll dann weiter passieren? Die Energie wird von diesen mikroskopischen Freiheitsgraden weitergereicht, von einem zum andern und auch mal wieder zurück. Sie kann aber nicht verschwinden.


D'accor - es sei denn, der Körper kühlt ab: dann wird die mittlere Bewegunsgenergie der Moleküle oder Atome entsprechend sinken.