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Kräfte zwischen den Bausteinen der Materie auf atomarer Skala.

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Präsentation zum Thema: "Kräfte zwischen den Bausteinen der Materie auf atomarer Skala."—  Präsentation transkript:

1 Kräfte zwischen den Bausteinen der Materie auf atomarer Skala

2 Kräfte für die Strukturbildung Massen – immer anziehend: Gravitationsgesetz Ladungen – anziehend oder abstoßend: Coulombgesetz Es gibt keine Ladung ohne Masse –Die Beschleunigung geladener Teilchen erfordert deshalb Kraft Es gibt Massen ohne Ladung

3 Coulomb-Kräfte zwischen ungleichnamigen Ladungen

4 Problem: Bei Verkleinerung des Abstands folgt zunehmend anziehenden Wirkung durch das –Coulombgesetz zwischen ungleichnamigen Ladungen –Gravitationsgesetz zwischen Massen Folge wäre Verschmelzen der Körper Wer hält Abstand?

5 Coulomb-Kräfte zwischen gleichnamigen Ladungen

6 Bausteine in definiertem Abstand Bei entsprechender Verteilung von positiven und negativen Ladungen gibt es Abstände mit Gleichgewicht zwischen anziehenden und abstoßenden Kräften Jedes Atom enthält Elementarteilchen unterschiedlicher Ladung

7 Massen und Ladungen einiger Elementarteilchen TeilchenMasseSILadungSI Elektron0, kg-1, C Proton1, kg 1, C Neutron1, kg01 C

8 Beispiel: NaCl Kristall

9 Coulomb-Kräfte zwischen zwei unterschiedlich geladenen Teilchen, z. B. einem Na + - und einem Cl - Ion

10 Aufbau der Ionen: Cl - Elektronen- hülle, 10 e - Cl Kern, 17 e + Elektronen- hülle, 18 e - Na + Na Kern, 11 e + Ladung 1e + Ladung 1e -

11 Anziehung bei r > r Na + + r Cl - Abstoßung bei r < r Na + + r Cl - Kräftefrei bei r = r Na + + r Cl -

12 Resultat bei Anordnung in drei Dimensionen: NaCl-Kristall 0,56 nm 0,2 nm 0,18 nm

13 Zum Aufbau der Materie: Die Materie besteht aus Massen und Ladungen, die im dreidimensionalen Raum auf vielfältige Weise kombiniert werden können –Coulomb- und Trägheitskräfte steuern die Struktur auf atomarer Skala (z. B. Struktur der Moleküle), –Gravitations- und Trägheitskräfte wirken in großen Dimensionen (z.B. Satellitenbahnen, Planetenbewegung) Kräfte werden durch Felder übermittelt Die Energie bleibt bei allen Vorgängen erhalten ISS

14 Finis


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