Können Atome schneller als Lichtgeschwindigkeit schwingen?

10 Antworten

Nein können sie nicht.

Es gibt eine Obergrenze für die Temperatur. Bei der Hagedorn-Temperatur geht die Materie wie wir sie kennen kaputt und damit streng genommen auch die Definition für die Temperatur. Jedoch kann man als Energieäquivalent angenommen die Kelvinscala weiter hoch gehen, bis zur Planck-Temperatur, bei der dann die Raumzeit verschmilzt und nichts mehr geht.

Es gibt Phänomene wie das überschreiten der lokalen Lichtgeschwindigkeit in einem Medium (nur im Vakuum ist die Lichtgeschwindigkeit maximal schnell). Dann tritt sowas wie ein Überschallknall auf, die Tscherenkow-Strahlung. Das geht nur bei Teilchen, die kaum mit der normalen Materie wechselwirken, wie den Neutrinos.

Ganz sicher schwingen Atome nicht mit Überlichgeschwindigkeit!

Schwingungen von Atomen gibt es übrigens nur in Festkörpern oder zumindest Molekülen. Freie Atome in Gasen zum Beispiel schwingen nicht, sondern bewegen sich frei.

Eine Schwingung ist eine Bewegung mit einer rückstellenden Kraft. Bewegst Du Dich weg, zieht die Kraft Dich zurück. Durch die daraus entstehende Bewegungsenergie schiesst Du aber über den Nullpunkt hinaus und das Ganze fängt wieder von Vorne an.

Selbstverständlich ist das eine Informationsübertragung zwischen Atom und Kraftfeld!

Denke lieber in "Wirkung" als in "Information". Hier wird eine Wirkung auf das Atom ausgeübt. Und die bewegt sich nie schneller als das Licht.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Physikstudium

Moleküle sind quantenmechanische Objekte. Die quanten­mechani­sche Schwin­gung funk­tio­niert aber nicht so wie die klassische.

In der klassischen Schwingung zappelt das Ding zeitabhängig: Zu einem Zeit­punkt ist es links, etwas später rechts, dann wieder links etc. Die Zeit, die es von links nach rechts und wieder zurück braucht heißt Periode. Wenn es stärker schwingt, dann steigt die Ampli­tude kon­tinuier­lich an („weiter nach links“, „weiter  nach rechts“), aber die Periode bleibt gleicht; daher muß es sich mit höherer Ge­­schwin­dig­keit bewegen.

Fast nichts davon trifft auf quantenmechanische Schwingungen zu. Da bewegt sich nichts, alle Zustände sind stationär (hängen also nicht von der Zeit ab). Es gibt also gar keine Ge­schwin­dig­keit, aber per­­verser­weise trotzdem eine kineti­sche Energie. Statt einses sich zeit­lich än­dern­den Ab­stan­des hat man eine Wahr­schein­lich­keits­vertei­lung, die bereits für den Grund­zustand („so wenig Schwingung wie möglich“) eine breite Glocke ist.

Diese Verteilung gibt an, wie wahrscheinlich es ist, in einem Experiment einen gewählten Abstand zu messen; aber das heißt nicht, daß sich etwas bewegt, sondern, daß der Abstand un­­bestimmt ist und bei einer Messung vers­chiede­ne Werte (mit ver­schie­de­nen Wahr­schein­lich­keiten) liefern kann.

Angeegte Schwingungszustände entsprechen grob dem klassi­schen „stärkeren Zappeln“, und sie haben eine größere Varianz (Un­bestimmt­heit) der Aus­len­kung (ent­­spricht klassisch der größeren Ampli­tude). Aber das geht nicht kon­tinuier­lich, sondern in ziem­lich großen Sprüngen. Und auch angeregte Zustände sind stationär, d.h., zeit­unab­hän­gig, und es gibt keine Ge­schwin­dig­keit.

Molekülschwingungen haben also eine Periode aber keine Geschwindigkeit.

Unabhängig davon brauchen sie keine relativistischen Korrekturen, weil die Schwin­gungs­­energien gedeckelt sind: Würde man in eine Schwin­gung eine höhere Energie als die Bin­dungs­energie hinein­stecken, würde das Molekül nicht schwingen sondern zerfallen. Bindungs­energien liegen aber konsistent bei ein paar 100 kJ/mol, und mit den in der Größen­ordnung fixen Atom­massen reicht das nicht für relativistische Effekte.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik

Nichts ist schneller als das Licht , sagt man jedenfalls.

Zufall, erst vor kurzem mit unserer Physik-Lehrerin besprochen.

Ja, Atome können sich schneller als Licht bewegen und nein, es gibt keine Obergrenze der Temperatur.

Berichtige mich, falls ich falsche liege aber soweit ich weiß können Atome, die sich über Lichtgeschwindigkeit bewegen niemals unter Lichtgeschwindigkeit abbremsen. Desweiteren können Atome die sich unter Lichtgeschwindigkeit bewegen niemals über Lichtgeschwindigkeit beschleunigen, da dafür ein unendlich großer Energieaufwand nötig wäre. Also müsste es ja zumindest einen Temperaturbereich (und somit auch Grenzen) für Atome die sich über bzw. unter Lichtgeschwindigkeit bewegen geben.

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@Maxi017

Muss mich hier im Nachhinein berichtigen. Die einzigen Teilchen, die sich über Lichtgeschwindigkeit bewegen können, werden Tachyonen gennant!

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Eure physik Lehrerin sagt Atome können schneller als Licht sein? Mit welcher Begründung sagte sie das?

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Ich vermute mal, es ist gemeint, dass innerhalb von Materie (wir reden also nun nicht vom Vakuum) ein Teilchen schneller als das Licht im selben Medium (!) sein kann. (Entstehung der Tscherenkow-Strahlung...)

Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (c) wird dabei nicht übertroffen (weder vom Licht noch vom Teilchen).

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