Antwort von
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Re: Klare und weiße Eiswürfel
Hi Leppi ;-)
Du musst dir klar machen, dass Wärme nichts anderes ist als Bewegung von Atomen bzw. Molekülen. Wenn du also z.B eine flüssige Substanz wie Wasser abkühlst, dann entziehst du den Molekülen Bewegungsenergie. Sie werden langsamer. Irgendwann sind sie so langsam, dass sich eine feste Bindung zwischen ihnen ausbildet, und das Wasser wird zu Eis. Es bildet sich ein Festkörper, ein Kristall, mit einer ganz bestimmten atomaren Struktur. Die Natur strebt dabei einen möglichst perfekten Aufbau der Kristallstruktur an!
Der Eiskristall wächst, indem sich zunächst viele "Kerne" bilden, die sich rach ausdehnen. Das Gebilde um einen Kern nennt man auch eine Domäne. An den Grenzen, wo die Domänen zusammenstoßen, ist die Kristallstruktur nicht perfekt. Es entstehen sog. "Versetzungen", sozusagen kleine scharfe Kanten innerhalb des Kristalls! An diesen Versetzungen wird das Licht gestreut. Je mehr Versetzungen ein Eiskristall hat, desto mehr Lichtstreuung findet statt und desto milchiger sieht er aus.
Die Anzahl der Versetzungen kannst du beim Abkühlen in gewisser Weise steuern. Wenn du den Kristall schnell abkühlst, sind die Atome in der Nähe der Versetzungen zu unbeweglich, um sich richtig in die regelmäßige Kristallstruktur einzuordnen. Beim schnellen Abkühlen bleiben also viele Versetzungen. Wenn du das Wasser dagegen langsam abkühlst, wachsen die Domänen nur langsam, und die Atome haben an den Versetzungen noch genug Bewegungsenergie, um sich besser in die Gesamtstruktur des Kristalls einzuordnen. Du bekommst weniger Versetzungen und das Eis wird durchsichtiger, weil weniger Lichtstreuung stattfindet.
Das ist übrigens ein großes Problem bei der Herstellung von Microchips. Das Silizium wird mehrere Tage am Schmelzpunkt gehalten, damit der fertige Siliziumkristall möglichst wenig Kristallfehler enthält.
cu Stefan.