Komische Atome

Elektronen "fliegen" nicht auf Bahnen um einen Atomkern

http://de.wikipedia.org/wiki/Atom

Davon ab guck dir die 4, ich nenn sie mal Naturkräfte an, also Starke 
und Schwache Kraft Gravitation und Elektromagnetische.

Harald Wilhelms schrieb:
> Warum fällt der Mond nicht einfach auf die Erde und gut ist?

Wegen der Fliehkraft. Er kreist überhaupt um die Erde, weil er bei 
seiner Entstehung einen genügend großen Impuls mitbekommen hat.
Gilt das aber auch für die Bewegung der Elektronen?

Harald Wilhelms schrieb:
> Du solltest
> nicht vergessen, das es sich bei diesen Betrachtungen um ein Modell
> handelt, das die wirlichen Verhältnisse nur grob beschreibt.

Gibt es auch Atommodelle, bei dehnen die Elektronen bewegungslos neben 
den Atomkernen verweilen?

A.T. schrieb:
> Negativ geladene Elektronen kreisen bei Atomen um den positiv geladenen
> Atomkern.
> Wieso fallen sie nicht einfach auf den Kern und gut ist?


Gute Frage! Das müssten sie eigentlich, und auch müssten sie permanent 
Strahlungsenergie abgeben, da die Elektronen ja auf einer 'Kreisbahn' 
beschleunigt werden.


Diese Frage hat sich vor ca 100 Jahren ein Herr Bohr auch schon 
gestellt, und daraus ein erweitertes Atommodell entwickelt, das geht 
sehr schnell dann in den Bereich der Quantenmechanik!

die Fliehkraft ist immernoch nur ein Gedankenkonstrukt und real nicht 
existent. Und das Thema ist wirklich Quantenmechanisch. Und nein 
Elektronen müssen nicht immer Energie abstrahlen, da "Strahlung" im 
grunde auch nur ein "Teilchen" ist und jedes "Teilchen" braucht eine 
gewisse Energie um da sein zu können. Ist die nicht da  passiert auch 
nichts. Sowas ist auch innerhalb von Atomen zu beobachten, wenn 
Elektronen auf ein niedrigeres Niveau springen. Dort kommt es auch vor, 
das sie keine Energie emitieren. Aber das sowas wird eigentlich auch im 
Physikunterricht besprochen.

A. K. schrieb im Beitrag #2464707:
> Nein, jedenfalls keines mit Bezug zur Realität. Da es nicht möglich ist,
> Position und Bewegung eines Elektrons gleichzeitig genau zu bestimmen,
> ist ein solches Modell auch nicht sinnvoll.

Wenn einem aber vollkommen egal ist, wo sich ein Elektron befindet, kann 
sein Impuls aber sehr genmau bestimmt werden. Kann denn nun bei dieser 
Bestimmung für den Impuls Null herauskomen?

Elektronen sind aber "Gebilde", die sich sogar leicht vom Atom lösen 
können und dann z.B. als Strom umherwandern können.
Wieso können sie dann nicht auf einen Atomkern fallen?

Das ist doch nur nen Model ! Das hat nichts mit der Realität zu tun. Ist 
nur da um es sich besser vorstellen zu können. Und sehen kann man es 
auch nicht denn wenn du es anguckst hast du es schon verändert.

Wer sagt das sie es nicht tun? Wenn Elektronen ganz dreist sind können 
sie auch hindurchfliegen.

Stell dir erstmal die frage, was Elektronen sind und vorallem wie die 
größen und massen verhältnisse sind. Und dann stell dir die Frage was 
ein Atom ist. wenn du die Fragen beantworten kannst, weißt du den rest 
auch.

> Dort kommt es auch vor,
> das sie keine Energie emitieren. Aber das sowas wird eigentlich auch im
> Physikunterricht besprochen.

Je nach Lehrer.

> Elektronen sind aber "Gebilde", die sich sogar leicht vom Atom lösen
> können und dann z.B. als Strom umherwandern können.

Je nach Modell sind es "Gebilde". In anderen Modellen sind Elektronen 
eine Form von Energie. Die "Kunst" besteht darin, das für den jeweiligen 
Fall passende Modell zu betrachten. Dabei wird jedes Modell seine 
Schwächen und Widersprüche haben, weil jedes Modell nur vereinfacht 
irgendwelche Wirkungen beschreibt und mit der tatsächlichen Realität in 
der Natur nichts zu tun hat.

> ... und mit der tatsächlichen Realität in der Natur nichts zu tun hat.

Wenn du weißt, dass das Modell nicht mit der (tatsächlichen) Realität 
übereinstimmt - warum orientierst du dich denn nicht gleich an der 
(tatsächlichen) Realität? Wozu noch das Modell?

Weil sich dir tatsächliche Realität nicht greifen lässt, in diesem 
falle. Es müssen also Modelle herangezogen werden um der Realität nahe 
zu kommen.

> Wenn du weißt, dass das Modell nicht mit der (tatsächlichen) Realität
> übereinstimmt - warum orientierst du dich denn nicht gleich an der
> (tatsächlichen) Realität? Wozu noch das Modell?

Weil niemand die (tatsächlichen) Realität kennt und weil es sonst zu 
kompliziert würde.

Du nimmst ja auch nicht für jede Betrachtung das komplizierteste und 
genauste Modell eines Transistors um einen Verstärker zu dimensionieren, 
wohlwissend, dass kein einziges Transistormodell irgendetwas mit der 
Realität zu tun hat.

Aber wie Paul C. schon schrieb, fällt die Betrachtung der 
Elektronenbewegung ind den bereich der Quantenphysik. Auf ZDF oder ARD 
gibt es eine schöne sendung mit prof Harald Lesch. Der erklärt das sehr 
gut. Unteranderem unter dem Titel "was ist null" (jedenfalls mein ich 
mich zu erinnern). Am besten mal unter dem Namen und dem prof bei 
YouTube suchen.

> Weil niemand die (tatsächlichen) Realität kennt und weil es sonst zu
> kompliziert würde.

1. Frage: Woher weiß ich, dass die (tatsächlichen) Realität nicht 
bekannt ist?

2. Frage: Kannst du ein Beispiel anführen für "weil es sonst zu
> kompliziert würde"?

Neu eine kleine Anmerkung

Paul C. schrieb    Einerseits erklärt die QM die Bewegung eines 
Elektrons im elektrischen  Potential eines Atomkerns sehr gut .....

Können wir uns einigen, dass die QM die Bewegung des Elektrons gut 
BESCHREIBT - aber nicht ERKLÄRT.

Genau das ist doch das Problem. Wir können feststellen was das Elektron 
/ Atom macht - aber nicht warum es das macht. Die QM liefert eine 
Beschreibung des Verhaltens. SO weit ich das verstanden habe aber keine 
Erklärung warum es das macht.

> 2. Frage: Kannst du ein Beispiel anführen für "weil es sonst zu
>> kompliziert würde"?

Weil ein Elektron nicht nur mit dem dazugehörigen Atomkern in 
Wechselwirkung steht sondern auch mit anderen Kernen, Elektronen und 
"freien" Teilchen. Demzufolge ist die exakte Bahn nie zu bestimmen.

NurEinGast schrieb:
> Genau das ist doch das Problem. Wir können feststellen was das Elektron
> / Atom macht - aber nicht warum es das macht. Die QM liefert eine
> Beschreibung des Verhaltens. SO weit ich das verstanden habe aber keine
> Erklärung warum es das macht.

Neben der QM liefern auch alle anderen Atommodelle die Beschreibung des 
Verhaltens. Meine Eingangsfragen zielten aber dahin, warum Elektronen im 
Atom sich so verhalten, wie sie sich verhalten. Eine Antwort konnte ich 
aus allen Beiträgen (es sind sehr gute dabei) leider bisher nicht 
herauslesen.

Sie verhalten sich deswegen so, weil wir durch unsere Modelle eine 
bestmögliche Beschreibung Situation gefunden haben. Real werden sie sich 
sicher anders verhalten. Aber unsere modellhafte Beschreibung des 
Verhaltens kommt der Realität nahe.

Eine genau Realität können wir nicht abbilden, denn wie ich schon 
schrieb, interagieren die Elektronen mit der umgebung. Sogar die 
Beobachtung an sich beinflusst das ergebniss. Schlagwort Kopenhagener 
Deutung und Dekohärenz. Die Wechselwirkung des Elektrons mit "allem" 
macht eine genaue Erklärung nicht möglich.

A.T. schrieb:
> Meine Eingangsfragen zielten aber dahin, warum Elektronen im
> Atom sich so verhalten, wie sie sich verhalten.

Beim planetenähnlichen Modell wird garnichts zu erkären sein, weil es zu 
einfach gestrickt ist. Es ist letztendlich ein ausgedachtes Modell was 
bspw. von Bohr auch nur unter den (auch ausgedachten) 3 bedingungen 
richtig ist.

Wikipedia[... Das Atom hat bestimmte stationäre Zustände verschiedener 
Energie, für die die Gesetze der klassischen Mechanik gelten. Für den 
Wechsel von einem dieser Zustände in einen anderen gelten sie nicht...]

Es muss also ein Modell her, was die Sache genauer erklärt.
Teilchen -> Welle [Aufenthaltswahrscheinlichekit]

Die Antworten auf das WARUM lauteten - Kein Ahnung. Wir wissen es nicht.
Wir wissen was sie tun - nicht wirklich warum.

Z.B Auf die Frage warum sich das Elektron um den Kern nur in bestimmten 
"Bahnen" bewegen darf gibt das so Vorstellungen wie z.B. :
Ein Elektron ist (auch) eine Welle.
Das Elektron kann sich nur in Bereichen um den Kern herum aufhalten, in 
dem eine stehende Welle möglich ist. Kleinerer Abstand -> Welle würde 
mit sich selbst interferieren und zusammenbrechen. ...

Das würde etwas erklären - ist aber auch nur eine Annahme; ein Modell.

Hier mal ein Link zur Erklärung der Überlagerung der Ereignisse und 
warum wir Probleme haben genau soetwas zu beschreiben.

http://www.quanten.de/pdf/schroedingers_katze.pdf

Der Teil wo es um Microskopische objekte geht ist dabei Interessant, der 
rest ist Gedankenspiel.

Übrigens -
Die Physik liefert meist eine Beschreibung des Verhaltens von Dingen.
Das "warum" erklärt sie oft nicht.

Warum fällt der Apfel vom Baum ?
Das wird erklärt mit Massenanziehung. Warum ziehen sich Massen an ?
Das gab es die Gravitationsfelder. Wird halt als eine Urkonstante 
gesehen.
Ein Graviton hat noch keiner in der Hand gehalten.
Oder die Raumkrümmung. Aber "warum" eine Masse den Raum krümmt ????

Es gibt verdammt viele "Konstanten" und "Gesetze" in der Physik.
In der Schule denken wir immer, dass der Physiklerer uns absolute 
Wahrheiten erzählt und dass er weiss warum alles so ist.
Dem ist nicht so.

Wir schauen die Welt an und versuchen zu verstehen.
Da wir den wirklichen Grund noch nicht herausgefunden haben, versuchen 
wir zu verstehen, in dem wir Beschreiben nach welchen Regelmäsigkeiten 
sich die Dinge verhalten.
Diese Regeln und Gesetze können wir finden. Warum die Dinge sich an 
diese Gesetze halten, das ist sehr sehr oft nicht bekannt.

Auch Herr Newton hat uns nichts "erklärt". Er hat uns gezeigt was die 
Äpfel tun und wie sie es tun. Nicht warum sie es tun.

Mit der Frage warum sie nicht hineinstürzen und es stabile Atome gibt, 
stellst du die genau die gleiche Frage wie Herr Bohr vor einigen Jahren. 
Denn eigentlich müsste ein geladenes Teilchen auf einer Kreisbahn 
Energie abstrahlen und solange Energie verlieren bis es in den Atomkern 
stürzt.
Aber aus den Boabachtungen lässt sich ja folgern, das es Bahnen 
(Orbitale) gibt auf denen sich die Elektronen verlustfrei bewegen, denn 
sonst müsste ja jeder Stoff früher oder später zerfallen bzw. sich 
selbst ionisieren, was aber nicht so ist.

Anscheinend ist das Bohrsche Modell falsch. Also kommt man zum 
Schalenmodell.
Hier wird das Atom nicht als Teilchen angesehen sodnern als Welle. Die 
Elektronen haben keinen wirklichen Aufenthaltsort sondern nur Zonen wo 
sie mit höherer oder niedriger Wahrscheinlichkeit sind. Diese Zohnen 
sindeine Lösung der Wellenfunkktion (bzw. Schrödingergleichung). Wie 
und ob überhaupt sich die Elektronen in diesen Zonen bewegen ist nicht 
klar, falls sich sie bewegen tun sie es iregndwie so, dass sie keine 
Energie verbrauchen.

Du siehst also hier ist vieles noch nicht geklährt. Das ist ist so, weil 
das nur Modelle sind, damit unser dummer Verstand sich irgendwie 
vorstellen kann was da vor sich geht.
Ob es in Wirklichkeit so ist, weiß nieeeeeeeeeeeemand, und wird 
vermutlich auch niemals jemand wissen, denn Nachforschungen in dieser 
Größenordnung können nurnoch stochastisch erfolgen.
Du kannst kein Mikroskop bauen, das dir einzelne Elektronen und ihre 
Bewegung auflöst, denn schon Störungen durch die immer vorhandene 
Strahlung aus All und Erde sind um riesige Größenordnungen größer.

Wenn du also wissen willst was da wirklich vor sich geht muss du dich 
schon auf Atomgröße schrumpfen und nachsehen. Wenn du dann wieder groß 
bist, sag und bitte was da los ist. Die ewige Anerkennugn der gesammten 
Welt, mehrere Preise (Nobelpreis usw.) sind dir sicher. Auch werden 
bestimmt Schulen Straßen und öffentliche Einrichtungen nach dir Benannt.

> Wenn du also wissen willst was da wirklich vor sich geht muss du dich
> schon auf Atomgröße schrumpfen und nachsehen. Wenn du dann wieder groß
> bist, sag und bitte was da los ist. Die ewige Anerkennugn der gesammten
> Welt, mehrere Preise (Nobelpreis usw.) sind dir sicher. Auch werden
> bestimmt Schulen Straßen und öffentliche Einrichtungen nach dir Benannt.

Tja laut der Quantenphysik geht das nicht. Mit dem Nachschauen beiflusst 
er das Ergebniss. Damit ist eine Ortsmessung angefangen, die als 
Resultat einen feste Ortsbestimmung hat. Somit ist das Elektron in den 
Teilchenzustand übergegangen und besitzt kein Wellenverhalten mehr. ;-)
ist aber auch lästig dieser Wellen Teilchen Dualismus. Macht einem alles 
kaputt :-D.

Bastian schrieb:
> Tja laut der Quantenphysik geht das nicht. Mit dem Nachschauen beiflusst
> er das Ergebniss. Damit ist eine Ortsmessung angefangen, die als
> Resultat einen feste Ortsbestimmung hat. Somit ist das Elektron in den
> Teilchenzustand übergegangen und besitzt kein Wellenverhalten mehr. ;-)
> ist aber auch lästig dieser Wellen Teilchen Dualismus. Macht einem alles
> kaputt :-D.

Naja er selbst ist aber nun auch ein Teilchen, das der Quantenphysik 
unterliegt. Misst er den Ort in seinem Bezugssystem ist der Ort noch 
lange nicht bestimmt, da er selbst keinen festen Ort besitzt. Wenn er 
Pech hat kann er auch auf einmal selbst in Interferenz mit den 
Elektronen geraten :D

Ich denke langsam wirds Zeit fürs Offtopic. Da können zwar weniger Leute 
mitdiskutieren doch bin ich auf die Meinugn bestimmter Offtopic Trolle 
gespannt.