Drehen sich bei einem Atom, das gesamte Atom um sich selbst, und seine nächsten Bestandteile (Atomkern (mit Proton, Neutron) und Atomhülle (Elektron)) oder was?

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3 Antworten

Die aus der makroskopischen Physik bekannten Bewegungsgesetze (wie etwa für die Körper des Sonnensystems) versagen im Rahmen der Physik von Atom, Atomkern und Atomhülle so ziemlich komplett. Zwar gibt es da den "Spin", aber die dafür gültigen quantenmechanischen Gesetze haben herzlich wenig etwa mit dem Drehimpuls in der makroskopischen Physik zu tun. Es ist auch nicht möglich, z.B. eine "Umlaufbahn" eines Elektrons um den Atomkern zu definieren bzw. zu beschreiben, wie dies etwa bei Bahnen von Planeten, Kometen etc. möglich ist.

SnowHazard 27.08.2017, 15:40

die dimension ist auch eine andere, elektronen bewegen sich so schnell um die kerne, ca. 2200 km/s im mittel, gewöhnlich unter normalbedingungen,

die erde bewegt sich mit ca. 29,78 km/s in mittel um die sonne

-ergo, ist das elektron (2200/30 =~ 73) ca. 73 mal schneller! ("unter normalbedingungen, im mittel und gerundet")

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rumar 27.08.2017, 17:51
@SnowHazard

???

Aus welcher (trüben) Quelle hast du denn einen solchen Geschwindigkeitswert ? Nach meiner Ansicht ist das ziemlich unsinnig, weil eben für Elektronen die makroskopische Kinematik nicht gilt.

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  Zunächst mal gibt es da die ===> Heisenbergsche Unschärfe . Die berühmte Frage, die sich schon Demokrit anhören musste; wenn es doch kleinste Teilchen gibt. Wie kann es dann sein, dass ich auf dieses Teilchen ein Kreuz malen kann?

   Die QM löst diesen Widerspruch; schau dir z.B. mal das Lehrbuch von ===> Eugen Fi ck an. Z.B. das Sonnensystem ist ===> Isotrop ; deshalb ist die ( vektorielle ) Summe der ===> Drehimpulse aller Planeten, Monde + Sonne eine Erhaltungsgröße.

   Im Atom gilt das jetzt ajuuch; insofern hast du schon eine Analogie zwischen Klein und Groß . Aber " bewegen " tut sich da nichts; wenn du wissen willst; wo befindet sich ein Elektron beispielsweise im s,-p-d-orbital ( Atome mögen keine Angela, wie du siehst ) da schüttelt Onkel Heisenberg bedauernd den Kopf. Mehr als Aufenthaltswahrscheinlichkeiten kann die QM nicht geben. Und wenn  sich das Elektron  eben in einem ===> Eigenzustand der Erhaltungsgrößen ( Drehimpuls; energie ) aufhält, dann sind diese Wahrscheinlichjhkeiten Zeit unabhängig - klassisch kannst du dir das gar nicht mehr vorstellen.

  So sehr nun dieser Fi ck immer wieder geschmäht, verlästert und in den siebten Kreis der Hölle verflucht wird. Eine Erkenntnis wird in den Lehrbüchern allgemein bei ihm zitiert:

  " WAS ist Bewegung? Unn da stellemer ons janz domm; unne sagemer so:

   Eine QM Messung besitzt immer einen statischen Erwartungswert und eine Streubreite; von Bewegung kann ich Sinn voll nur dann sprechen, wenn sich der Erwartungswert um mehr als die Streubreite geändert hat.

   Geschieht dies in der Zeit DELTA ( t ) , so folgt die berühmte Heisenbergbeziehung

      DELTA  (  E  )  DELTA  (  t  )  >  =  h         (  1  )

gilgamesch4711 27.08.2017, 17:04

  Weil hier so viel von Spin die Rede ist; können elektronen rotieren? Kannst du auf ein Elektron einen roten Punkt malen und sehen, wie der rotiert?

   Ich führe mit dir jetzt ein Sokratisches Gespräch; du meinst bloß, dass du etwas verstanden hast.

  Der Spin hat ( etwa in z-Richtung ) die beiden Einstellungen ( +/- 1 ) ; up oder down. Er ist QUANTISIERT . Mehr als diese beiden Einstellungen gibt es nicht ( In welchen Einheiten, das braucht uns jetzt nicht weiter kümmern. )

   Das Selbe hast du nochmal in Richtung der x-und y-Achse, so dass sich nach Pytia und Goras ein resultierender Spin von sqr ( 3 ) längs der Raumdiagonale ergäbe.

  Es gibt aber keinen Spin sqr ( 3 ) ; es gibt nur ( +/- 1 ) Und überhaupt; ick höre immer " Raumdiagonale "  Das ist doch alles Unfug; mein Koordinatensystem ist doch frei drehbar.

  die QUANTISIERUNG des Spins ist UNVEREINBAR mit Grund legenden Gesetzen der GEOMETRIE .

   Tjaa; da war der Alte über den wolken wohl schlauer ...

    Schauen wir ihm auf die Finger.

    Fi ck schlägt folgenden Versuch vor.

   Messen wir zunächst x ; sagen wir wir finden ( + 1 )

    Jetzt messen wir z ; sagen wir ( - 1 )

    Und jetzt kommt die geniale Idea; messen wir zur Kontrolle nochmal x .

  Aktion Wilhelm Busch

   " Aber hier wie überhaupt / Kommt es anders, als man glaubt. "

   Das Elektron hat seine Vergangenheit nämlich völlig vergessen; mit Wahrscheinlichkeit fifty-fifty findest du " up " oder " down "

    Die ===> Kopenhagener Deutung ( KD ) ist bekanntlich eine Wahrscheinlichkeitsinterpretation; die KD fasst diese Paradoxien dahin gehend auf, dass du dem elektron nur diejenige Komponente zuweisen darfst, die du aktuell gemessen hast. Rein von Daher ist so etwas wie eine Drehachse überhaupt nicht definiert.

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rumar 27.08.2017, 17:57
@gilgamesch4711

Der Spin hat ( etwa in z-Richtung ) die beiden Einstellungen ( +/- 1 )

Spin wird aber immerhin immer in Bezug auf eine (vorzugebende!) Richtung betrachtet ...  Leider kann man aber Messungen immer nur in Bezug auf eine Achse machen. Die Messung bezüglich einer Achse verunmöglicht simultane Messungen bezüglich anderen Achsen.

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gilgamesch4711 28.08.2017, 16:45
@rumar

  Hast du Physik studiert? Warst du schon mal in einer QM Vorlesung? Hast du gar ( wie üblich ) deine Diplomarbeit auf dem Gebiete der QM verfasst?

   Ganz offensichtlich ist Snowhazard ein Schüler, der z.B. die Bohrschen Kreisbahnen berechnet hat oder eines dieser Heftchen gelesen hat, wo elektronen gar auf relativistischen Ellipsen um den Kern laufen ...

   Gerade was die QM anlangt, gilt das Wort von Seifert, unserem Feuerzangenlehrer in " oiiigaaanischer Kämmie "

   " Doo kannst einem 15-Jährigen nächt tää Wahrheit ßaggen. Auch äch war mal jong; oond da frackte äch mäch, WAS wäll oons drrr alte Depp da vorne damit sagen? "

   Zwischenruf von Roland ( ist schüchtern und lispelt stark, was sich als ===>  allophones " S " mit den Mitteln der Feuerzangenbowle nicht wiedergeben lässt )

   " Aber Herr Seifert; mir duun Sie doch für kaaan Depp net halte ... "

   Seifert ist total " übergerascht " ( Ich hatte mal ene japanische Freundin; es sei ungehörig von mir, sie auszulachen - und wieso überhaupt? )

   Er schnappt erst mal nach Luft; man muss vielleicht dazu sagen. Der Mann ist ein wandelnder Minderwertigkeitskomplex auf zwei Beinen; Roland hat ihm einen perfekt einstudierten Showeffekt vermasselt ...

   Dann, nachdem er sich wieder gefangen hat. Im Kontra Geben war er unerreicht.

  " Roland !!! Dass ausgerechnet du das sagst. Das beweist mir, dass du mich mit Sicherheit für einen hältst ... "

     Kurz zusammen gefasst; woran Seifert hier apelliert, ist  die Aktion ===> Albert Lorzing

     " Auch ich  war ein Jüngling mit lockigem Haar. "

   Weil auch ich war ja mal jung und dumm. Schüler glauben an ===> verborgene Parameter ( VP ) und wollen partout nicht einsehen, dass z.B. beim radioaktiven Zerfall der pure Zufall obwaltet?

   " Es MUSS doch eine Ursache geben, warum GERADE DIESER Urankern GERADE JETZT zerfällt. Ein verborgenes Gesetz, dass sich vielleicht nur in der großen Masse versteckt ... "

   Im Grunde übernehme ich hier die Seifertsche Pädagogik. Sokrates vermittelt den von ihm interviewten Zeitgenossen, dass sie eigentlich gar nicht verstanden haben, was sie da selber sagen.

   " Roland; was äst ein Gaddalöößaaador? "

   " Ein Katalysator ist ein Stoff, der eine Reaktion beeinflusst oder beschleunigt, ohne dabei verbraucht zu werden. "

   " Hastoo tas auch verstantään? "

   " War es denn falsch? "

  " TAS habe äch nächt geefrackt. Äch habe geefrackt, obdoo tas verstandään hast ... "

   Es gibt nämlich Dinge, die Schüler durchaus einsehen können. Z.B. dass sich ihre Erwartung, der Spin sei gequantelt,  völlig überraschend mit ihren Vorurteilen vom naiven Realismus beißt ( Jeder Vektor hat drei Komponenten. )

      Predigen ist da völlig Sinn los; die Schüler müssen diese Diskrepanz konkret emotional selber durchmachen - quasi ein ===> Koan im Sinne des ===> Zen Buddhismus.

   Es gilt, dem bloßen Nachplappern

   " Unschärfebeziehung - Heisenberg - Nobelpreis "

   eine positive eigene Überzeugung entgegen zu setzen.

  Dieses Dreischrittexperiment z-x-z mit seinem völlig kontra-intuitiven Ausgang wäre ein erster Schritt. Keine Ahnung, welche Einwände die Schüler finden würden, die immer noch ein " Ja Aber " Rückzugsgefecht  führen ...

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"drehen" im klassischen sinn tut sich gar nichts. solche klassischen, anschaulichen bilder versagen in diesem bereich.

aber sowohl der kern als auch die elektronen haben einen eigendrehimpuls (spin), dazu kommt noch der bahndrehimpuls der elektronen je nachdem in welchem orbital sie sich befinden.

und bezüglich deiner anderen frage: mit der temperatur hat das rein gar nichts zu tun.

SnowHazard 27.08.2017, 15:48

aber sowohl der kern als auch die elektronen haben einen eigendrehimpuls (spin), dazu kommt noch der bahndrehimpuls der elektronen je nachdem in welchem orbital sie sich befinden


Das habe ich ja angegeben, das mir das auch bekannt ist, aber bei den Atomkernbestandteilen? Dreht sich die/das Proton/en selbst um sich, und drehen die/ das Nukleon selbst um sich oder stehen die absolut fest?


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Reggid 27.08.2017, 15:50
@SnowHazard

nein, sie "drehen" sich nicht "um sich selbst" (genausowenig wie elektronen). weil "um sich selbst drehen" ein begriff ist, der in der quantenmechanik keinen sinn macht.

ja, sie haben einen spin (genauso wie elektronen).

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SnowHazard 27.08.2017, 15:51
@Reggid

Drehung im Sinne von Eigenrotation/ Spin, d.h. um die eigene Achse sich bewegen!!!!!!!
Wo ist für dich der Unterschied?`Das ist Wortspalterei!

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Reggid 27.08.2017, 15:52
@SnowHazard

ja, sie haben einen spin (genauso wie elektronen).

das kann dir google aber in 2 sekunden beantworten.

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Reggid 27.08.2017, 15:56
@Reggid

spin ≠ um die eigene achse rotieren.

schon alleine deshalb, weil z.B. elektronen als punktteilchen keine "achse" haben.

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SnowHazard 27.08.2017, 16:09
@Reggid

schon alleine deshalb, weil z.B. elektronen als punktteilchen keine "achse" haben.

ja aber der Massenpunkt ist dahingegehend nur eine Vereinfachung zur Beschreibung der Bewegungen! Mit welchem Wissen kannst du sagen, das es keine Eigenrotation gibt?

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Reggid 27.08.2017, 20:41
@SnowHazard

ja aber der Massenpunkt ist dahingegehend nur eine Vereinfachung zur Beschreibung der Bewegungen

nein. es gibt bis heute keine experimente, welche eine ausdehnung oder innere struktur von elektronen nahelegen.

Mit welchem Wissen kannst du sagen, das es keine Eigenrotation gibt?

mit dem wissen, welches man in jedem standardwerk zur quantenmechanik findet.

es ist einfach nunmal so, das klassische konzepte wie "rotation um die eigene achse" oder "bewegung um den atomkern" hier keine gültigkeit haben.

elektronen bewegen sich auch nicht mit 2200 km/s um den kern.

ein elektron in einem (stabilen) orbital befindet sich in einem zeitunabhängigen zustand. man kann den erwartungswert der kinetischen energie berechnen, welcher größer 0 ist, aber von einer bewegung mit einer gewissen geschwindigkeit zu sprechen ist einfach falsch.

tut mir leid wenn dir die quantenmechanik nicht gefällt, aber im bereich von kernspin, atomen usw. kommt man um sie einfach nicht herum. ob sie einem gefällt oder nicht.

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