Warum stoßen sich zwei gleich geladene Atome ab?
Ich bin Lehrerin und einer meiner Schüler hat diese Frage gestellt und ich konnte sie nicht beantworten
6 Antworten
Ja, wir wissen, dass sich gleiche Ladungen abstoßen oder z.B. auch, dass die Lichtgeschwindigkeit absolut ist. Warum sich jedoch diese Ladungen abstoßen und warum die LG begrenzt ist und genau diesen Wert hat, wissen wir nicht.
Die Physik selber untersucht und beschreibt eigentlich nur den gegebenen Zustand der Natur und fragt nicht weiter nach dem "Warum", da ist schon eher die Philosophie gefragt.
Es gibt jede Menge fundamentaler Parameter (Naturkonstanten) die bestimmen, welche Eigenschaften unser Universum hat. Und bei den meisten würde schon eine winzige Änderung reichen (z.B. eine um 1% veränderte Lichtgeschwindigkeit), um es völlig anders aussehen zu lassen. In den meisten Fällen so anders, das Leben nicht möglich sein würde.
Vielleicht hilft die Erklärung mit den Feldlinien. Gleiche prallen voneinander ab (Abstoßung), verschiedene gehen ineinander über (Anziehung). https://www.lernort-mint.de/physik/elektronik/grundlagen/ladung-und-feld/
Es mag sein, dass die Physiker ihre Aufgabe nicht darin sehen, die Frage nach dem Warum zu beantworten. Doch das ist nur die übliche Schutzbehauptung dafür, etwas nicht zu wissen, was nicht in den Büchern steht.
Aber dennoch gibt es Wissenschaftler, die Ihre Aufgabe darin sehen, genau diese offenen Fragen zu beantworten. Ansonsten gäbe es keine neuen Erkenntnisse, die man in den Büchern hätte lesen können.
Auch ist es ein sachliches Problem des Standardmodells, dass alles, was man bisher nicht experimentell nachweisen kann, als nicht bewiesen gilt. Mathematisch mögliche Alternativen gelten daher maximal als Hypothesen, und manche davon gelten nicht einmal als Hypothesen, weil sie der aktuellen Doktrin widersprechen.
Dennoch wären es logische Erklärungen für ein besseres Verständnis, womit sich ein Schüler eine Eselsbrücke bauen kann, denn eine einfache funktions-mechanische Logik ist so einleuchtend, dass man sich den physikalischen Vorgang gut merken kann.
Denn die Polarität bzw. der Pol eines Teilchens ist die Spitze der Bewegung, also die Richtung, in die der Impuls zeigt. Doch dieser Impuls ist nicht einfach eine linear skalierte Line, sondern er ist mit dem umgekehrten Quadrat der Entfernung skaliert. Wir haben nämlich in Richtung Zentrum des Objekts eine zunehmende Tendenz der Wirkung – die Abstände werden geringer – wir nennen das Gravitation.
Jedes andere Objekt, das dieser Sphäre der möglichen Wirkungen näherkommt, wird dann bei Begegnung eine Differenz des räumlichen Abstands erfahren – wir sprechen von Anziehung. Jedoch wird immer übersehen, dass sich keine Objekte begegnen können, deren Impuls in entgegengesetzter Richtung zeigt, also sich die Objekte voneinander entfernen.
Daher:
Ungleiche Pole zeigen in gegenläufige Richtungen, der Abstand vergrößert sich. Gleiche Pole hingegen zeigen in gleiche Richtung und je nach Differenz der Geschwindigkeit werden sie sich begegnen, wo sie dann in das Wirkungsfeld des jeweiligen anderen Objekts geraten und eine Wegdifferenz erfahren – sie ziehen sich an.
Vorne am Kopf der Bewegung des Impulses ist der negative, raumfressende Teil des Objekts. Hinten wird alles wieder neutralisiert – es ist der positive Anteil des Objekts. Raumfressend ist anziehend, und neutralisieren nennt man die sich dehnend komprimierten Anteile der Abstände, die sich daher abstoßen.
Jedoch wird immer übersehen, dass sich keine Objekte begegnen können, deren Impuls in entgegengesetzter Richtung zeigt,
Viele schwere Verkehrsunfälle widerlegen diese Ansicht. https://www.qwant.com/?t=images&q=Frontalzusammensto%C3%9F
Ich bin Lehrerin
... dann solltest Du wissen, dass es auf "Warum"-Fragen in der Physik als deskriptiver Wissenschaft keine Antwort geben kam. Das bestätigte Coulomb-Gesetz besagt, dass dem so ist, erklärt damit ein "Wie?", aber kein "Warum?" und jeder weitere Erklärungsversuch über die Austauschteilchen der elektromagnetischen Wechselwirkung im Rahmen der Quantenelektrodynamik führen nur zum nächsten "Warum?".
Ein Aspekt, der meines Erachtens viel zu wenig vermittelt wird und stattdessen bei Schülern die "Warum"-Fragerei noch unterstützt wird, weil ja in der Physik alles logisch begründbar und deduzierbar sei. Dem ist nicht so.
Es gibt das elektrische Feld, das funktioniert im Grunde genauso wie das Gravitationsfeld, nun dass es bei den elektrischen Feld nicht immer anziehung gibt, sondern darauf ankommt welche Ladungen es gibt, wenn die Ladungen gleich sind, stoßen sich die Teilchen ab andernfalls ziehen sie sich an.
Die Kraft die diese Anziehung und Abstoßung erzeugt, ist die Coulombkraft
Diese Kraft ist abhängig von der elektrischen Feldkonstante und vom Abstand und der Größe der Ladungen, so größer die Ladungen sind und so kleiner der Abstand ist um so stärker ist die Kraft
Warum diese Kraft da ist hat glaube ich etwas mit Austauschteilchen zu tun, hier gibt es einen Wikipedia Artikel dazu. Das Austauschteilchen der Elektrischen Wechselwirkung ist das Photon, diese sagt dann den Elektron wenn ein anderes Elektron in der Nähe ist quasi Bescheid das es da ist.
In der Physik kann man alles begründen/ableiten - mit einer Ausnahme:
Naturgesetze kann man nicht begründen, sondern nur nachweisen und evtl. ausnützen (Gravitation, Lichtgeschwindigkeit, Magnetismus,..)