Hallo!
Ja, schon klar, ist 'ne blöde Frage, fiel mir aber gerade so ein.
Grüße
Andreas
Nö. Schall sind periodische Dichteschwankungen von Atomen bzw. Molekülen. Innerhalb von Atomen kann es keine Dichteschwankungen geben, also auch keinen Schall.
VG
Hallo!
Die Frage finde ich auch sehr interessant. Kann es denn sein, dass es einen ähnlichen Effekt wie den Schall in Atomkernen gibt durch periodische Dicheschwankungen zwischen Neutronen und Protonen? Der Atomkern ist ja kein starres Gebilde…
Schöne Grüße
Sven
Hallo,
Die Frage finde ich auch sehr interessant. Kann es denn sein,
dass es einen ähnlichen Effekt wie den Schall in Atomkernen
gibt durch periodische Dicheschwankungen zwischen Neutronen
und Protonen? Der Atomkern ist ja kein starres Gebilde…
Aber er ist auch so klein, dass quantenmechanische Effekte nicht mehr vernachlässigbar sind. Der Masse im Atomkern kann man keine genaue Position zuschreiben (sie *hat* keine genaue Position), daher kann man auch keine lokale Dichten definieren und eben auch keine Dichteschwankungen. Ergo: Kein Schall.
VG
Hallo!
Innerhalb von Atomen kann es keine Dichteschwankungen geben.
Und was passiert mit dem Impuls eines auftreffenden Teilchens?
Lässt es das Impulserhaltungsgesetz zu, dass beides sich in Nichts auflöst?
Wenn nein, lässt es die Relativitätstheorie zu, dass er mit unendlicher Geschwindigkeit durch den Kern geht, also zu keiner Zeit im Kern verweilt?
Wenn auch das nicht, welche andere Möglichkeit gibt es dann noch, außer einer Schallwelle?
Wenn es in Atomkernen Schallwellen gibt, haben die eine Geschwindigkeit. Hat die schon mal einer gemessen?
Und Schallwellen wandeln sich normalerweise durch Dämpfung in Wärme um. Aber Wärme innerhalb eines Atomkerns gibt es nicht, oder? Wenn sich also dort immer mehr Schall ansammelt, muss es in Atomkernen ganz schön laut sein, oder was?
Grüße
Andreas
Hallo,
Ja, schon klar, ist 'ne blöde Frage, fiel mir aber gerade so
ein.
nein.Schall(Welle) ist in der Physik definiert als eine mechanische
Ausbreitung in einem Medium.Das kleinste „mechanische“ Teil im Medium
ist das Molekül, das kleinste Molekül ein Atom.
Alle anderen frequenten Interaktionen von Materie sind nicht Schall.
Gruß VIKTOR
Hallo Viktor!
Alle anderen frequenten Interaktionen von Materie sind nicht Schall.
Es ging mir nicht um Definitionsfragen, sondern um die Frage, ob es solche Wellen gibt, wie auch immer sie genannt werden, oder nicht. Nehmen wir an, ein Teilchen, z.B. ein Neutron, prallt gegen einen Atomkern. Wäre der Atomkern ein makroskopisches Objekt, wäre klar, dass eine Welle entsteht. Die Frage ist, ob bei einem wirklichen Atomkern auch eine Welle entsteht. Ob man eine solche Welle „Schall“ nennen darf, ist eine andere Frage.
Grüße
Andreas
Hallo Andeas,
Nehmen wir an, ein Teilchen, z.B. ein Neutron,
prallt gegen einen Atomkern.
Die Frage ist, ob bei einem wirklichen Atomkern auch eine
Welle entsteht.
ich gehe davon aus, daß die Interaktion von Materie (was auch immer)
frequent, in Quanten erfolgt.
Auch diese Interaktion (von Beginn bis zum „Abschluß“)erfolgt wohl
in „Zeit“ und nicht in t=0 und nicht in Kontinuität in der Zeit,was
man dann als „Welle“ darstellen kann.
Atome „schwingen“ und auch die „umlaufenden“ Elektronen schwingen auf
ihrer Bahn.
Die Emission von Licht(Quanten) ist ja frequent und wellenartig, was
obige Aussage auch bestätigt
Es ging mir nicht um Definitionsfragen, sondern um die Frage, ob
es solche Wellen gibt, wie auch immer sie genannt werden,
Doch, es ging Dir um „Schall“. Wenn nicht, frag nicht danach.
" Solche" Wellen wie Schall gibt es dort nicht.
Gruß VIKTOR
Hallo Andreas,
bei der Einstein-Biografie auf arte konnte man im Abschnitt über Liese Meitner an einem sehr schönen Beispiel anschaulich sehen, was passiert: Dort war ein Regentropfen zu sehen, der zu Boden fällt und dabei von einem anderen Tropfen getroffen wird: der Regentropfen kam ins Schwingen, er veränderte seine Form. Sehr schön kann man das auch bei Aufnahmen aus dem Weltraum (Raumschiff, Raumstation) sehen, wenn eine größere Menge Wasser in der Schwerelosigkeit schwebt und dann in sich „wabbelt“. So kann man sich das bei sehr großen Kernen vorstellen. Wenn die Kerne wirklich groß und an der Grenze zur Stabilität sind, können diese inneren Schwingungen so stark werden, dass es den Kern zerreisst. Das ist das Prinzip der Kernspaltung.
Der Kern schwingt also in sich, ich glaube aber nicht, dass man das als Schallwellen bezeichnen kann. Vielleicht eher den kurzen Moment, wenn ein Projektil (z.B. Neutron) den Kern trifft und die erste Schockwelle durch den Kern läuft. Mittelgroße Sterne, die ihr Lebensende erreicht haben, können sich zu einem Neutronenstern entwickeln. Den kann man sich als einen einzigen, großen Atomkern vorstellen. Da könnten meines Erachtens durchaus Schwingungen das „Material“ durchlaufen, die zu Schallwellen äquivalent, aber sicher sehr viel schneller sind.
Wie man sich das Leben auf einem Neutronenstern vorstellen kann wird in dem Buch „Das Drachenei“ von Robert L. Forward beschrieben. Auch wenn das ein Physiker ist, ist das Buch natürlich SF (wenn auch auf wissenschaftlicher Grundlage).
Grüße, Thomas
Hallo Thomas!
Sehr schön kann man das auch bei Aufnahmen aus dem Weltraum (Raumschiff, Raumstation) sehen, wenn eine größere Menge Wasser in der Schwerelosigkeit schwebt und dann in sich „wabbelt“.
Das meine ich nicht. Das sind keine Schallwellen.
Wenn die Kerne wirklich groß und an der Grenze zur Stabilität sind, können diese inneren Schwingungen so stark werden, dass es den Kern zerreisst. Das ist das Prinzip der Kernspaltung.
Gibt es Belege dafür?
Der Kern schwingt also in sich, ich glaube aber nicht, dass man das als Schallwellen bezeichnen kann.
Das meinte ich auch nicht.
Vielleicht eher den kurzen Moment, wenn ein Projektil (z.B. Neutron) den Kern trifft und die erste Schockwelle durch den Kern läuft.
Zwischen „Schockwelle“ und „Schallwelle“ ist ein Unterschied.
Mittelgroße Sterne, die ihr Lebensende erreicht haben, können sich zu einem Neutronenstern entwickeln. Den kann man sich als einen einzigen, großen Atomkern vorstellen.
Ach ja? Kann man das?
Da könnten meines Erachtens durchaus Schwingungen das „Material“ durchlaufen, die zu Schallwellen äquivalent, aber sicher sehr viel schneller sind.
Nichts neues. Zum Thema Schallgeschwindigkeit in Neutronensternen habe ich vor langer Zeit schon eine Frage gestellt.
Grüße
Andreas
Trotzdem danke!
Hallo,
Dort war ein Regentropfen zu sehen, der
zu Boden fällt und dabei von einem anderen Tropfen getroffen
wird: der Regentropfen kam ins Schwingen, er veränderte seine
Form.
Und wie kommst Du darauf, dass sich ein Atomkern auch nur ein bißchen ähnlich verhält?
Du solltest Dich schwer davor hüten, Dir ein modell von etwas zu machen und dann zu behaupten, dass Original würde sich aucjh tatsächlich ganz genauso verhalten. Besonders dann, wenn es sich um ein Modell im Makrokosmos für etwas in der Quantenphysik handelt.
Gruß
loderunner
Hallo loderunner,
Und wie kommst Du darauf, dass sich ein Atomkern auch nur ein
bißchen ähnlich verhält?
Du solltest Dich schwer davor hüten, Dir ein modell von etwas
zu machen und dann zu behaupten, dass Original würde sich
aucjh tatsächlich ganz genauso verhalten. Besonders dann, wenn
es sich um ein Modell im Makrokosmos für etwas in der
Quantenphysik handelt.
ich glaube sogar, dass das das Grundproblem bei der ganzen Quantenmechanik ist: Dass wir versuchen, die Basismodelle, die wir aus unserer Anschauung extrahiert haben (Welle und Teilchen) auf Entitäten anzuwenden, die weder das eine noch das andere sind. Deshalb bevorzuge ich den axiomatischen Ansatz bei der Einführung der QM.
Ich habe nun leider keine Vorlesung in Kernphysik gehört, sondern nur die allgemeinen Physikvorlesungen, in denen die Kernphysik nur am Rande vorkam. Im Kapitel über Kernphysik wurde das aber so erläutert, wenn ich mich recht erinnere (ist schon eine Weile her). Der Prof. hat sogar, glaube ich, berechnet, ab welcher „Unrundheit“ eines getroffenen Kerns es kein Zurück mehr gibt.
Und was das Beispiel angeht: In der arte-Doku über Einstein (und da über die Arbeit von Liese Meitner) wurde die Kernspaltung durch Neutroneneinfang in der Tat mit einem Regentropfen erklärt. Und weil ich den wissenschaftlichen Hintergrund von Andreas nicht kenne, habe ich einfach mal „einfach“ angefangen. Wenn ihm das zu simpel war, findet sich vielleicht noch ein Experte, der besser Bescheid weiß.
Grüße, Thomas
Hallo,
ich glaube sogar, dass das das Grundproblem bei der ganzen
Quantenmechanik ist: Dass wir versuchen, die Basismodelle, die
wir aus unserer Anschauung extrahiert haben (Welle und
Teilchen) auf Entitäten anzuwenden, die weder das eine noch
das andere sind.
Warum genau fängst Du dann ohne Not damit an?
Ich habe nun leider keine Vorlesung in Kernphysik gehört,
Ah so.
Der Prof. hat sogar, glaube ich,
berechnet, ab welcher „Unrundheit“ eines getroffenen Kerns es
kein Zurück mehr gibt.
Na, dann.
War wohl auch kein Kernphysiker, der Prof.
Und was das Beispiel angeht: In der arte-Doku über Einstein
(und da über die Arbeit von Liese Meitner) wurde die
Kernspaltung durch Neutroneneinfang in der Tat mit einem
Regentropfen erklärt.
Ah so. War ja dann wohl ein Lehrfilm zum aktuellen Stand der Quantenphysik, deucht mir. Oder doch nicht?
Und weil ich den wissenschaftlichen
Hintergrund von Andreas nicht kenne, habe ich einfach mal
„einfach“ angefangen. Wenn ihm das zu simpel war, findet sich
vielleicht noch ein Experte, der besser Bescheid weiß.
Beim nächsten Mal vielleicht erst den Rest des Threads lesen. Man war dort schon etwas weiter…
Gruß
loderunner
Hallo Andreas,
Wenn die Kerne wirklich groß und an der Grenze zur Stabilität sind, können diese inneren Schwingungen so stark werden, dass es den Kern zerreisst. Das ist das Prinzip der Kernspaltung.
Gibt es Belege dafür?
Nein, natürlich nicht. Das sind Modellvorstellungen. So sagt das Tröpfchenmodell des Kerrns als effektive Theorie die Bindungsenergie pro Nukleon recht gut voraus.
Vielleicht eher den kurzen Moment, wenn ein Projektil (z.B. Neutron) den Kern trifft und die erste Schockwelle durch den Kern läuft.
Zwischen „Schockwelle“ und „Schallwelle“ ist ein Unterschied.
Der ist vom Effekt her groß, von der Sache her aber eher subtil. Aber ja, es gibt einen Unterschied.
Mittelgroße Sterne, die ihr Lebensende erreicht haben, können sich zu einem Neutronenstern entwickeln. Den kann man sich als einen einzigen, großen Atomkern vorstellen.
Ach ja? Kann man das?
Ja, kann man. Nun ja, zumindest den äußeren Kern. Zwischen dem Quark-Gluon-Plasma und dem Eisen. Aber wer wird so beckmesserisch sein. Genau weiß es eh keiner.
Nichts neues. Zum Thema Schallgeschwindigkeit in
Neutronensternen habe ich vor langer Zeit schon eine Frage
gestellt.
Tut mir leid, dass mir das unbekannt war. Auch, dass ich unter Deinem Niveau geantwortet habe. Wird nicht nochmal passieren.
Thomas
Hallo loderunner,
Warum genau fängst Du dann ohne Not damit an?
Weil wir im Bereich des Submikroskopischen immer mit Modellen arbeiten und man bei einer Erklärung ohne konkretes Durchrechnen immer auf das Veranschaulichen angewiesen ist.
War wohl auch kein Kernphysiker, der Prof.
Ist schon eine Weile her, aber wenn ich mich recht erinnere, war der Prof. Kernphysiker.
Und was das Beispiel angeht: In der arte-Doku über Einstein
(und da über die Arbeit von Liese Meitner) wurde die
Kernspaltung durch Neutroneneinfang in der Tat mit einem
Regentropfen erklärt.Ah so. War ja dann wohl ein Lehrfilm zum aktuellen Stand der
Quantenphysik, deucht mir. Oder doch nicht?
Nein, natürlich nicht. Das war Fernsehen. Die Aktion hieß also „Wie sag’ ich’s dem Kinde?“
Beim nächsten Mal vielleicht erst den Rest des Threads lesen.
Man war dort schon etwas weiter…
Na, so viel weiter war man da auch nicht. Wenn ich Schallwellen mal etwas genereller betrachte, dann kann ich sagen, dass es sich um einen Mechanismus handelt, der Impuls weitergibt. Das geschieht mit einer Geschwindigkeit, die sich aus der Wurzel aus dem Quotienten aus E-Modul und Dichte errechnet. In der Dichte steckt der Teilchenabstand, im E-Modul die Wechselwirkungskonstante (Bindungskraft) zwischen den Teilchen. Da Hamiltonfunktionen von Vielteilchensystemen recht komplex sind und sich die Bewegungsgleichungen daher so gut wie nie geschlossen lösen lassen, arbeitet man bei Vielteilchensystemen of mit effektiven Theorien. Eine solche effektive Theorie für Atomkerne wurde in den dreißiger Jahren unter anderem von von Weizäcker entwickelt: das Tröpfchenmodell. Damit lassen sich die mittleren Bindungsenergien im Kern näherungsweise mit guter Genauigkeit bestimmen.
Wenn ich nun die Frage von Andreas so auffasse, dass er wissen will, mit welcher Geschwindigkeit sich Störungen in einem Kern ausbreiten (im weiteren Verlauf des threads hat er ja diese Generalisierung vorgenommen), dann kann ich den Fall betrachten, dass ein Neutron auf einen schweren Kern trifft. Schwer muss er sein, damit er eine innere Struktur hat und sich nicht einfach durch den Rückstoß nach hinten bewegt. Dann wandert der Impuls des Neutrons durch den Kern. Die Geschwindigkeit ist gegeben durch die Dichte und die Bindungsenergie im Kern. Es muss also eine ähnliche Formel wie die oben angegebene geben, da der Kern aber keinen E-Modul hat, müsste man die Formel von E-Modul auf Bindungskraft umrechnen und dann mal versuchsweise auf einen Atomkern anwenden. So sollte man auch Seismik an einem Neutronenstern betreiben können. Am „hinteren“ Ende des Kerns wird der Impuls reflektiert und kommt zurück. Allmählich kommt der Kern in’s Schwingen und die eingebrachte Energie dissipiert in Formänderungsenergie. Wenn Du Wikipedia mehr glaubst als einem Physiker kannst Du dort mal nachsehen, da ist eine (zumindest auf meinem Rechner grottenschlechte) Animation, was mit einem großen Kern passiert, der von einem Neutron getroffen wird. Das Tröpfchenmodell aus dem letzten Jahrhundert scheint also auch die Dynamik eines großen Kerns recht gut wiederzugeben. Der Kern schwingt in sich (also eine Schwingung haben wir), aber das primäre Durchlaufen des einkommenden Impulses ist ein einmaliger Vorgang - eine Welle ist das also nicht. Aber wenn man sich die Fouriertransformierte eines Knalls anschaut, wird man auch nicht so schrecklich viel Periodizität finden.
Grüße, Thomas
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Hallo,
Warum genau fängst Du dann ohne Not damit an?
Weil wir im Bereich des Submikroskopischen immer mit Modellen
arbeiten und man bei einer Erklärung ohne konkretes
Durchrechnen immer auf das Veranschaulichen angewiesen ist.
Also, langsam solltest Du Dich auf irgendwas festlegen. So hat eine Diskussion keinen Sinn.
Gruß
loderunner
Hallo Thomas!
Hochinteressant. Damit ist die Frage beantwortet. Danke dafür.
Grüße
Andreas
Hallo loderunner,
Also, langsam solltest Du Dich auf irgendwas festlegen. So hat
eine Diskussion keinen Sinn.
Tut mir leid, ich kann semantisch mit diesen beiden Sätzen nichts anfangen. Was meinst Du mit „irgendwas“ und was mit „so“? Worauf zielt Deine Kritik? Soll ich, bevor ich mich hier äußere, auf der Grundlage eines anerkannten Modells für die Dynamik von Atomkernen die Geschwindigkeit berechnen, mit der sich Impulse in einem Atomkern fortpflanzen? Soll ich einführend den Welle-Teilchen-Dualismus diskutieren? Oder den Modellbegriff erkenntnistheoretisch beleuchten?
Verwirrte Grüße, Thomas
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