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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben. |
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#11
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AW: Atombewegung
Zitat:
Diese Frage ist m.E. in der Quantenwelt sehr interessant. In der klassischen Mechanik lässt sich Bewegung über die zeitliche Änderung der räumlichen Koordinaten eines Objektes festmachen. Da es in der Quantenmechanik keine exakten Bahnen mehr gibt, lässt sich das nicht so leicht übertragen. Ein Beispiel sind die Elektron-Orbitale im Atom. Berechnet man die Bewegungsenergie der Elektronen in diesen Zuständen, so bekommt man Werte > 0; man könnte denken, sie umkreisen die Kerne. Andererseits sind die Orbitale aber stationäre Lösungen der Schrödingergleichung. Das Gegenbeispiel ist die hier schon erwähnte Zitterbewegung: man misst extrem variierende Geschwindigkeiten, ohne dass sich die Bewegungsenergie der Teilchen ändert. |
#12
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AW: Atombewegung
Hallo Johann,
Zitat:
von Atomen als Ganzes kein Leben möglich wäre. Warum bewegt sich ein Atom in einer lebenden Zelle, in der Millionen andere herumwimmeln und herumzappeln, genau an die Stelle des Proteeingerüstes, wo es hingehört ? Angeblich weil es nach Milliarden von Stößen anderer Atome pro Millisekunde mindestens ein mal jeden Platz der Zelle erreicht und eben auch den Platz im Proteingerüst, an dem es dann kleben bleibt. Also Bedingung für den Strukturaufbeu in einer Zelle sind letzlich die Stöße der Atome untereinender, und Stöße erfolgen auf Grund der Bewegung der Atome. Ich frage mich, ob ohne die Bewegung der Atome irgendwelche dynamischen makroskopischen Veränderungen im Universum stattfinden würden. Diese Frage hat schon die Griechen von 2000 Jahren beschäftigt. Die Bewegung der übrigen kleineren Bausteine der Materie wäre in diesem Zusammenhang nur insofern interessant, falls sie einen Einfluß hätten auf die Atombewegung. Ja, das ist die Frage. Timm behauptet, daß Strahlungsquanten Atomen zu einer Bewegung - welche auch immer - anregen könnten. Das will ich nicht bestreiten, errinne mich auch schwach an Raman Streuung o.ä., wobei ich den Mechanismus der Impulsübertragung nicht mehr weiß. Aber wenn das so ist, dann wäre jedes Atom nach seiner Geburt im heißen Urknall- oder Supernova-Plasma mit einem kräftigen Stoß von ein paar Strahlungsquanten auf seine Reise durch das Weltall geschickt worden. Das kann ich auch noch nachvollziehen. Dann stellt sich die Frage: warum ist diese Bewegung nach Milliraden Jahren immer noch da ? Müßte nicht alle Bewegungsenergie längst in potentielle Energie, z.B. Bindungsenergie, umgewandelt sein ? Oder die meiste davon, weil die Umwandlung ja nie ganz vollständig ist ? Die Atome bewegen sich munter weiter, die Strapazen des ständigen Hin und Hers zwischen den Energieformen, das nun 13 Milliarden Jahre andauert, scheinen ihnen nichts ausgemacht zu haben. Kann es sein, daß irgend ein Antrieb, ein Erneuerungs- oder Verjüngungsantrieb vorhanden ist, z.B. die Kernreaktonen in den Sternen, die enorme Mengen Strahlung in das Weltall schicken, um die Materie darin immer wieder anzustoßen. Dann wäre Strahlung der Urquell der Bewegung der Atome und aller Entwicklungsdynamik im Universum. An die Gravitation habe ich auch noch gedacht, die erscheint mir intuitiv aber zu schwach und strukturell ungeeignet, den Atomen zusätzliche Bewegung zu verleihen. Vielleicht versucht mal einer mit mir gemeinsam der Sache auf den Grund zu gehen. |
#13
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AW: Atombewegung
Hi fossilium
Wenn du vom Universum schreibst solltest du dir ueberlegen was man dort global betrachtet antrifft. Und das ist mehr als in der Regel einfach nichts ! Hochvakuum. Falls man auf ein Teilchen trifft ist das mit Sicherheit Wasserstoff oder 10 Mal seltener Helium : Sauerstoff und Kohlenstoff kommt schon 1000 Mal seltener vor als Wasserstoff und den Rest kann man ganz vergessen. Im interstellaren oder intergallaktischen Raum darf man sich den Wasserstoff oder Helium nicht als irgendwelche Gasvorkommen vorstellen.Das gibt es auch, aber in den meisten Faellen gibt es im interstellaren/galaktischen Raum gar nichts, sondern ganz vereinzelt mal ein Atoemchen. http://www.lexikon-der-astronomie.de/Weltall/ISM.html Zitat:
Oder wir betrachten ein Fussballfeld 70m*100m in einer Halle von 15 Meter Hoehe. Und da in der Mitte schwebt ein H oder He Atom mit picometer Maßen. Betrachtet man 1000 solcher Hallen ist es auch mal ein Kohlenstoffatom. Das ist das Universum. Und wir koennen uns diese Groessenordungen, diese Leere in keinster Weise vorstellen. Schon bei den Groesenverhaeltnissen von Sonnen wird dies deutlich : http://www.youtube.com/watch?v=5Cra5Jk_U64 Wobei selbst die groessen Sonnen hier nichts gegenueber intertellaren oder intergalaktischen Abstaenden sind. http://www.youtube.com/watch?v=VXFTk...eature=channel Die Helligkeiten im Film sind wohl falsch widergegeben . Ein bevorzugt schwarzes Bild waere nun man weniger interessant zu betrachten. Warum bewegen sich nun diese vereinsamten Wasserstoffatome ? Einmal wurde diesen mit dem Urknall eine Bewegungsenergie verliehen. Entscheidend ist auch nicht ob diese sich bewegen, sondern mit welcher Zielrichtung. Das Ziel muss sein, dass sich die Atome aufeinander zu bewegen, damit ueberhaupt Makroobjekte entstehen koennen (Sonnen, Kernfusion) Und da ist die Expansion des Raumes und eine beim Urknall vorgegebene Relativgeschwindigkeiten kontraproduktiv. Es gibt vereinfacht betrachtet nur eine (winzige) Kraft, die bewirken kann, dass diese Teilchen sich aufeinander zu bewegen um etwas qualitativ neues zu bewirken. Und das ist die Gravitation. Allerdings muss dies genau abgestimmt (gewesen) sein zu den nicht gravitativen Wirkungen. Anosnten kollabiert die ganze Materie oder sie divergiert. Zitat:
Zu Elementen selbst : Die schweren Elemente aus denen die Erde und deren Bewohner mit zusammengesetzt sind wurden in Sonnen erbruetet und in Form einer Supernova ins Weltall geschleudert. Beispiel dein Auto. Ohne eine Supernova haettst du keines und viele Teilchen deines Koerpers waren mal Bestandteil einer Sonne. Zur themischen Bewegung : Genauso stammt alle Energie auf der Erde, abgesehen von der Kernenergie oder Gezeitenenergien natuerlich von der Sonne. Damit auch die von dir angesprochene Teilchenbewegung. Wenn die Sonne scheint wird es nun mal warm. Die Erde befindet sich an einem Ort weitab des thermodynamischen Gleichgewichtes. Einen Verjuengungsprozess wuerde ich dies alles aber nicht nennen. Eher das Gegenteil. Gruesse Ge?ndert von richy (15.08.10 um 21:05 Uhr) |
#14
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AW: Atombewegung
Hallo Fossilium,
Zitat:
Senken läßt sich die durchnittliche Geschwindigkeit von Gasmolekülen oder Atomen künstlich durch Laserkühlung http://de.wikipedia.org/wiki/Laserk%C3%BChlung , eine ziemlich trickreiche Sache. Erst mal so weit, um festzustellen, ob Du etwas einzuwenden hast, Gruß, Timm
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Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus |
#15
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AW: Atombewegung
Hallo fossilium!
Ergänzend zu richy's und Timm's Beiträgen. Vlt. verstehe ich dich noch nicht ganz, aber ich habe das Gefühl, dass du vieles in ein Topf wirfst. Warum gibt es überhaupt so etwas, wie Bewegung, Veränderung der relativen Lagen der "Objekte" gegeneinander? - Keine Ahnung! Das gibt es halt - diese Eigenschaft in unserem Universum. Zitat:
Zitat:
Damit erübrigt sich die Frage der Grichen (teilweise). Zitat:
Zitat:
13,7 Mrd. Jahre klingt natürlich nach sehr, sehr viel. Aber ist es das wirklich? Nehmen wir die Lebensdauer der Sonne von ca. 10 Mio. Jahren zum Vergleich, dann sind die 13,7 Mrd. Jahre gerade Mal um drei Grössenordnungen grösser. Nehmen wir 100 Jahre (ca. menschliches Leben) dann würden 13,7 Mrd. Jahre 100.000 Jahren entsprechen. Nehmen wir 1 Jahr, was dann schon besser vorstellbar ist, dann hätte man sich auch nur noch 1000 Jahre vorzustellen. Und wenn das nicht ausreicht, stell dir nur ein einzigen Tag und 1000 Tage (ca. 3 Jahre) vor. Da verliehren die 13,7 Mrd. Jahre schon etwas an "Schrecken". Es ist also nicht wirklich viel. Nur vergleichsweise. Gruss, Johann Ge?ndert von JoAx (16.08.10 um 23:45 Uhr) |
#16
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AW: Atombewegung
Also unser Schätzchen hat schon 4,5 Mrd. Jahre auf dem Buckel und noch ca. 4 Mrd. Jahre vor sich JoAx.
Sie ist quasi im besten Alter. Hochbetagt wird sie dann zum roten Riesen mit einen Radius der über die Marsbahn hinausreicht. Also ich bin schon am Kofferpacken. Gruß EMI
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Sollen sich auch alle schämen, die gedankenlos sich der Wunder der Wissenschaft und Technik bedienen, und nicht mehr davon geistig erfasst haben als die Kuh von der Botanik der Pflanzen, die sie mit Wohlbehagen frisst. |
#17
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AW: Atombewegung
Zitat:
Also - überall noch alle zusätzlichen Nullen wegstrechen. Dann wird's noch "übersichtlicher". Zitat:
PS: Du kannst deine Koffer noch stehen lassen, EMI. Vorerst. Ge?ndert von JoAx (17.08.10 um 00:13 Uhr) |
#18
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AW: Atombewegung
Hallo Tim,
vielen Dank für Deine Antworten. Ich fasse mal zusammen: Im Urknallplasma oder im Inneren der Sterne entstehen Atome, die das Plasma irgendwann verlassen und mit einiger Geschwindigkeit ins All fliegen. Die Bewegung durch das All ist ungehemmt, aber bei einigen Atomhaufen schafft es die Schwerkraft an einigen Stellen im All, diese zurückzuholen und zusmmenzubringen. Dann entsteht ein Materiehaufen, in dem die Atome immer noch in Bewegung sind, z.B. elastisch stoßen, Verbindungen eingehen, die wieder zerfallen, von Strahlung angetrieben werden und wieder Strahlung abgeben, sodaß ein Haufen mit einer bestimmten Geschwindigkeitverteilung entsteht, aus der sich eine bestimmte Temperaturverteilung ableiten läßt. Das kann zum Beispiel auf einem unauffälligen Planeten am Rande der Milschstraße so passieren. In Gasen und Flüssigkeiten sind sich die Atoime ziemlich nahe, solange aber die Atome beim Aufprall auf die Wände von den Wandatomen Bewegungsenergie aufnehmen, halten sie ihre mittlere Geschwindigkeit bei. In Gittern von Festkörpern fliegen sie nicht frei oder gleiten aneinander vorbei, sondern schwingen um einen Ruhepunkt (alles mal mit einem einfachen Modell beschrieben). Die anderen Atome fliegen weiter durch das All. Das bedeutet jetzt erst einmal: die ewige Unruhe der Atome kommt aus dem Plasma, von den letzten Stößen der Plasmabestandteile, die den Atomen vor dem Verlassen ihres Geburtsplasmas einen Impuls mitgegeben haben. Dieser kann zwar auf andere Atome übertragen werden, aber im Mittel erstaunt es mich, daß er sich so gut erhalten hat. Zitat:
Insofern sind Atome nie in Ruhe, außer man beruhigt sie mit besonderen Tricks und degeneriert sie zu einem Einstein Kondensat, aber das sind keine "natürlichen" Atome mehr. Was folgt daraus ? Jeder dynamische Prozeß ist letzlich dieser unermüdlichen Bewegung der Atome zuzuschreiben, den letzten Stößen bei ihrer Geburt. Es gibt aber dynamische Prozesse, nämlich die in lebendem Gewebe, in denen die Atome, da sie keine festen Plätze wie in Kristallgittern haben, eine ungeordnete Bewegung durchführen müßten. Der erste Impuls, den sie bei ihrer Geburt abgekriegt haben, wirkt immer noch, und sie müßten eigentlich bei den vielen Stößen untereinander eine statistiche Geschwindigkeitsverteilung bilden, und nichts weiter. In toten Zellen tun sie es auch. Aber legen wir mal zwei Zellen nebeneinaner, die eine tot, die andere lebendig, beide haben gleiche Stoffe, gleiche Massen, gleiche Temperatur, alles gleich. Aber in der lebenden Zellen bewegen sich die Atome nicht hin zu einer statistischen Verteilung, sondern seltsamerweise ordnen sie sich, und zwar nicht so ein bißchen, wie in Kristallgittern, oder zu ein paar symmetrischen Molekülen, sondern zu einer gigantischer Ordnung. Millionen von Ihnen können plötzlich gleichzeitig vielfältige erstaunliche unglaubliche Strukturen bilden - alles nur, weil sie sich genau wie in totem Gewebe nur bewegen, also dem Jahrmilliarden zurückliegenden ersten Impuls ihrer Geburt folgen ? Hm. Daher frage ich: Gibt es außer der Ursache des ersten Stoßes noch eine Ursache, die der Bewegung irgend eine grundsätzliche Prägung geben könnte, sodaß die Atome von einer statistischen Verteilung der Restgeschwindigkeiten, die sie in ihrem hohen Alter noch haben, zu einer besonderen, strukturierten Bewegung (z. B. kollektive Schwingungsbewegungen oder was weiß ich) kommen, oder die zu einer anderweitigen Beeinflussung der Geschwindigkeiten und letzendlich zu einer anderen Art von Bewegung führt, mit denen man die seltsamen strukturierten geordneten Bewegungen innerhalb von lebenden Zellen erklären könnte ? Bitte beachten: die Bewegung der Atome ist die einzige Ursache dafür, daß in er Zelle übehaupt etwas abläuft. Deshalb bin ich darauf so herumgeritten und wollte diese Bewegung einmal von Grund auf kären. Es ist nun mal so: Milliarden Jahre und im ganzen Universum folgen die Atome mit ihren Bewegungen festen Regeln. Aber in lebenden Zellen weichen sie plötzlich davon ab und bewegen sich nicht mehr nach diesen Regeln ! Oder doch ? Kann die Bewegung der Atome und der Bau der Zellbestandteile doch mit dem ersten Stoß aus dem Urplasma erklärt werden ? Oder brauchen wir den Atem Gottes, der in den Zwischenräumen zwischen den Atome weht ? Auch wenn keiner eine weitere Idee hat, ich freue mich sehr, daß ich im Forum einmal der Bewegung der Atome von allen Seiten beleuchten konnte. Erst mal vielen Dank dafür. Vielleicht geht es ja mit dem Thema noch weiter. Gruß an alle Fossilum. |
#19
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AW: Atombewegung
Hi JoAx
Zitat:
die gesamte Entfaltung aller Wirklichkeiten im gesamten Weltprozeß, oder schlichter gesagt: sämtliche physikalischen Prozesse, die gesamte Physik, findet nur statt, weil die kleinen Biester sich unentwegt bewegen, als wären sie vom Teufel bessessen oder ein Perpetuum Mobile selbst. Guck mal auf meine Antwort auf den Beitrag von Timm. Vielen Dank für Deine Mühe mit dem langen Beitrag, Viele Grüße Fossilium |
#20
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AW: Atombewegung
Hi fossilium
Zitat:
Das Leben in der Umgebung eines Bose Einstein Kondensats erscheint mir als einfacher Mensch z.B. nicht sehr lohnenswert => Der Sonne haben wir alles zu verdanken. Unsere Urvoelker wussten das noch sehr gut. Das Links ist kein Fliegendreck sondern unsere Erde. Natuerlich eine Fotomontage aber unter Beruecksichtigung der Groessenverhaeltnisse. Eine Frage fuer Fortgeschrittene : Was wuerde passieren wenn man die Energiezufuhr der Sonne abrupt abschalten wuerde ? Ansonsten bleibt sie aber auf ihrem Platz. Klar auf der Erde waere es sofort bitter kalt, alles Leben innerhalb weniger Stunden vieleicht auch Minuten oder Sekunden erloschen. Wie lange wuerde es dauern bis auch jedliche physikalische Dynamik verschwunden waere ? Ausser dass man um sich selbst rotiert und um die Sonne kreist ? Angesichts der Co2 Diskussion wuerde ich hier eher einen sehr langen Zeitraum fuer die Oberflaeche annehmen. 1000 Jahre ? 10 000 Jahre bis die Erde an der Oberflaeche ein thermodynamisches Gleichgewicht eingenommen hat ? Mit welcher "Tages"temperatur muessten wir anfangs rechnen . Nehmen wir den Mond als Referenz waeren dies etwa -160 Grad oder auch -200 Grad. Eine dicke Jacke waere somit schon sinnvoll. Das waere aber noch kein dreidimensionales Gleichgewicht. Dazu muesste die Erde im Innern so kalt sein wie an der Oberflaeche. Sicherlich ein Prozess ueber Millionen oder Millarden von Jahren. Die Erde ist ansonsten ja in einer idealen Thermoskanne installiert. Geht solch ein 3 D Ausgleich ueberhaupt ? Ich denke eher nicht. Interessant ist hier auch der Aspekt dass Forscher schon ueber Lebensformen auf Jupiter oder Saturn oder insbesonders deren Monden spekuliert haben. Fuer Jupiter, Saturn oder deren Monde spielt die thermische Energie der Sonne keine Rolle. Da zaehlt nur noch die Gravitation wie man auch an den Jupiterringen ablesen kann. Nun sind Jupiter oder Saturn so gross und schwer, dass sie alleine durch Gezeitenkraefte fuer deren Monde durchaus wenigstens fuer eine daran angepasste Lebensform einen hinreichenden Energiespender darstellen koennten. Auf IO (Schon mit Fernglas sichtbar) gibt es sogar Vulkanische Taetigkeit : http://www.youtube.com/watch?v=KXeIll6YYQs Fuer Menschen waere es darauf natuerlich bischen eng. Aber der Mensch und seine olle Sonne sind auch nicht der Maßstab aller Dinge im Kosmos bezueglich Leben. Das Universum ist in sich nur selbstaehnlich nicht selbstgleich. Was fuer und die Sonne sein mag koennte fuer einen IO Bewohner der Jupiter mit seiner lebensspendenden Gravitation sein. Oder wie waers mit Europa ? http://www.youtube.com/watch?v=2YHOQ-hrJgk Eine Frage fuer ganz Fortgeschrittene : Wie wuerde sich das Sonnensystem mit abgeschaltener Sonne ganz langfristig entwickeln ? Wuerden die Planeten schliesslich zum Teil auf die Sonne stuerzen und zum Teil sich ins Nirvana begeben ? Wie wurden sie sich entwickeln ? Zu voellig homogenen lauwarmen Koerpern vergleichbar mit Elementarteilchen, Neutronensternen so dass sie ihre intrinsische Entropie verlieren wuerden und tatsaechlich bis ans Ende des Universums zeitlich umkehrbar rotieren wuerden ? ciao Ge?ndert von richy (18.08.10 um 03:20 Uhr) |
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