Massendefekt: Ursprung der Energie?

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4 Antworten

Ich glaube, du verwechselst ein physikalisches System, nämlich Protonen, Neutronen, Kerne usw. mit einer physikalischen Größe. Mit der Masse kann man bestimmte Eigenschaften von Kernen beschreiben, nämlich Trägheit und Schwere. Die MAsse ist nicht real, sie ist ein mathematisches Objekt. Einstein hat herausgefunden, dass wenigestens prinzipiell Energie und eben diese Masse die gleichen physikalischen Größen sind, nur in anderen Einheiten. Wenn also ein Körper Energie E verliert, verliert er automatisch Masse m = E/c^2

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Kommentar von Oskar9213
31.01.2016, 21:48

Aha, ok. Vielen Dank

Und wieso wird jetzt überhaupt Energie abgegeben. Ist der Kern dann energetisch günstiger gebaut?

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Die Energie ist letztlich die Feldenergie der sogenannten starken Wechselwirkung, die die Protonen und Neutronen im Atomkern zusammenhält.

Auch im chemischen Bereich bei der Ionisation und Rekombination wird Energie und damit Masse umgesetzt. Ein einfach positiv geladenes Ion plus ein Elektron haben mehr Energie und damit mehr Masse als das zugehörige neutrale Atom. Allerdings ist hier die Energie- bzw. Massendifferenz viel zu klein, um messbar zu sein.

Die starke Wechselwirkung heißt so, weil sie stark genug ist, um den Atomkern gegen die sehr starke elektrostatische Abstoßung der Protonen zusammenzuhalten. (Glücklicherweise hat sie nur eine Reichweite in der Größenordnung eines Atomkerns, sonst würde die Erde schon längst zu einem Neutronenstern zusammengefallen sein und wir würden nicht existieren.)

Und entsprechend mehr Energie kann die starke Wechselwirkung auch umsetzen.

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Einstein hat 1905, als er E = m * c^2 veröffentlichte, diese Formel so interpretiert:
"Die Masse ist ein Maß für den Energieinhalt eines Körpers."

Und du stellst nun die Frage, wo kommt diese Energie her? Die kommt aus dem Urknall. Ilya Prigogine hat das gezeigt und berechnet:

Kurze Zeit nach dem Urknall verwandelte sich ein großer Teil der vorhandenen Energie in einem einmaligen Ereignis in Masse. Dabei wurde jede Menge Entropie erzeugt, die in Form der Hintergrundstrahlung abgegeben wurde.

Der energieärmste aller Atomkerne ist Eisen. Daher setzt jede Entwicklung Richtung Eisen (von unten her Fusion, von eben her Spaltung) wieder einen Teil der Energie frei, die beim Urknall in Masse umgewandelt wurde, natürlich verbunden mit einem entsprechenden Masseverlust.  

Was da genau auf atomarer bzw. der Quantenebene passiert, kann man heute nich nicht beantworten, solange man nicht beantworten kann, was "Masse" eigentlich bedeutet, bzw. wie sie entsteht.

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Für jedes Teilchen, das Atom oder Atomkern ist, gilt: 

Es wird zusammengehalten durch die elektromagnetische Kraft bzw. die starke Wechselwirkung. Die Energie, die man aufwenden muss, um solche Bindungen zu lösen, nennt man Bindungsenergie
 
Die Masse eines Atoms (oder Atomkerns) ergibt sich stets als Summe der Massen seiner Konstituenten abzüglich der Bindungsenergie. 

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Kommentar von Oskar9213
01.02.2016, 06:57

Warum abzüglich? Wieso zieht man die Bindungsenergie ab?

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