Wie gross wären wir ohne das Nichts in uns?
Atome bestehen ja fast nur aus leerem Raum, also eigentlich Nichts. Presste man nun alle unsere Elektronen in unsere Atomkerne - wie gross wären wir dann noch? Als "Neutronenmenschen" sozusagen.
5 Antworten
Die Dichte von Atomkernen liegt bei ca. 2*10^17 kg/m³.
Ein 80 kg Mensch hätte bei dieser Dichte ein Volumen von 4*10^-16 m³, was 4*10^-7 mm³ oder ca. 400 µm³ entspricht. Ein Würfel von ca. 7,3 µm Kantenlänge oder eine Kugel von 9,1 µm Durchmesser. Das ist etwa die Größe einer Hefezelle; mit dem Lichtmikroskop bekommst du das sichtbar gemacht.
Oh, zu der bizarren Vorstellung hab ich noch was beizutragen:
Die Erde hat eine Masse von ca. 6*10^24 Kilogramm. Alle Atomkerne der Erde zusammen hätten also auch nur ein Volumen von 30 mio. m³.
Klingt viel? Das ist ein Würfel mit einer Kantenlänge von 310 m. Oder eine Kugel mit einem Durchmesser von 385 m.
Zum Vergleich: Die Münchner Allianz-Arena ist 258 m lang und 227 m breit, ein amerikanischer Flugzeugträger ist ca. 340 m lang.
Atome bestehen ja fast nur aus leerem Raum
Das ist "gehobener Unsinn" oder einfach falsch.
Wenn wir versuchen, mit unseren Alltagserfahrungen die Quantenphysiksicht der Welt zu erklären, kommen leider leicht solch' auf beiden Beinen hinkende Vergleiche raus. (Wobei das selbstironisch auch ein furchtbar hinkender Vergleich ist.🤓)
Die Erkenntnis des Rutherford'schen Goldfolienversuchs war, dass die Atome zum größten Teil aus leerem Raum bestünden. Das ist aus heutiger Sicht nicht mehr korrekt. Vielmehr gab es in der Goldfolien nur wenige Bereiche (die Atomkerne), die in der Lage waren, mit den Alphateilchen zu wechselwirken. Damit können wir sagen, nur der kleinere Raum wird von den Atomkernen eingenommen. Letztendlich ist der ganze Raum mit den "Wellenfunktionen der Quantenmechanik" angefüllt, mit den Elektronen der Atomrümpfe und den Valenzelektronen des "Elektronengases".
Wir müssen uns an diesem Punkt davon lösen, den Atomaufbau als Elektronenkügelchen auf Kreisbahnen und Protonen- und Neutronenkügelchen im Atomkern vorzustellen, denn zum einen erfüllt gerade mal die e-–Schale eines Wasserstoffatoms eine Kugelform, schon höhere Schalen sehen "space-ig" anders aus. Zum anderen wir müssen uns davon lösen, das die "Wellenfunktion der Quantenmechanik", nur eine mathematisches Konstrukt sind, vielmehr beschreiben sie ganz real, wie die Elementarteilchen die feste Materie bilden.
Spulen wir also vor von den ersten Erkenntnisse am Anfang des 20. Jahrhunderts zum Wissen am Anfang des 21. Jahrhunderts, wo wir gerade leben. 😎
Da widersprechen Dir aber viele, wie ich grad mal recherchiert habe, hier nur eine der vielen Seiten:
https://naturwissenschaften.ch/particle-physics-explained/particles_forces/matter/atoms
Zudem: Das eine schliesst das andere nicht aus. Ein Vergleich aus dem Alltag: Der Raum zwischen den Blättern eines sich ungeheuer schnell drehenden Ventilators. Ist der leer oder gefüllt? Denn in jedem Mikromoment ist an Stelle X ein Rotorblatt. Man könnte im Extremfall weder mit einer Kugel noch mit einem Laserstrahl hindurchschiessen.
Das Orbitalmodell der Elektronen ist ja ähnlich: Es beschreibt Wahrscheinlichkeitsräume. Dennoch haben Elektronen auch Teilchen-Charakter. So wie ich das verstehe, ist ja gerade der Welle-Teilchen-Dualismus für uns nicht vorstellbar. Vor allem nicht, wenn wir es noch weiter nach "unten" hin betrachten: Alles ist Energie ab einem Punkt. Alles löst sich auf. Wenn wir wiederum im Makrobereich bleiben: Neutronenstern sind ein Beispiel dafür, dass da vorher "Raum" war, wo nun keiner mehr ist. Er ging ja durch die Superkomprimierung verloren. Oder nicht?
Eine Wellenfunktion ist nicht einfach ein "schnell drehendes Rotorblatt". Das Orbitalmodell stimmt in Hinsicht der abgebildeten Energieniveaus, es ist nicht geeignet, Aufenthaltsräume für Elektronen aufzuzeigen. Beispielsweise ist die Aufenthaltswahrscheinlichkeit für ein Elektron der 1s-Schale im Atomkern (!) am höchsten. Schlussendlich gibt es einfach keinen leeren Raum "im Atom".
Bitte aktualisiere Deine Kenntnisse über die QM und das damit verbundene Atommodell, dann kommst Du auch nicht zu diesen Fehlschlüssen. Sorry.
Schöne Frage.
Verhältnis Kernradius / Atomradius ungefähr 1:100000 sagt das Internet.
Kompakt wären wir mit 17 Mikrometern Körpergröße also praktisch unsichtbar.
Sicher ist es aber noch schlimmer, weil die Bindungsabstände in unseren Molekülen größer sind als die Atomradien.
Das kann man schlecht sagen, denn die Materie würde ja ohne den Raum dazwischen zerfallen.
Ist nur rein theoretisch gemeint, um sich klarzumachen wie gross der Abstand von den Elektronen zum Kern eigentlich ist (Verhältnisdarstellung)
Atome bestehen ja fast nur aus leerem Raum, also eigentlich Nichts.
das ist eine urbane Legende. Der Raum ist gefüllt mit den Wellenfunktionen der Elektronen.
Das ist so eine Sache mit der Sprache und unserer Vorstellung von "leer" und "gefüllt". Wenn ich nur im Teilchenmodell denke, dann ist der Raum tatsächlich leer. In der Makrowelt stehe ich nachts manchmal bei Rotlicht vor einer gähnend leeren Kreuzung. Die Kreuzung ist aber immer noch "gefüllt" mit einer Kollisionswahrscheinlichkeit. Wenn ich bei rot 'rüberfahre und es passiert nichts, dann merke ich nichts von der "Füllung".
Ganz tolle Antwort! Die zudem unglaublich ist: Wir, die "Umgestalter der Welt" sind eigentlich - NICHTS. Eine mit ganz viel Nichts aufgeblähte Hefezelle- was für eine bizarre Vorstellung.