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THEMA: Was ist die Ruheenergie?

Was ist die Ruheenergie? 21 Dez 2017 21:20 #25044

Ich habe das Video von Hr. Dr. Gassner gesehen:
Spezielle Relativitätstheorie: E = mc² • Aristoteles ⯈ Stringtheorie (14) | Josef M. Gaßner
und mir drängt sich folgende Frage auf:

Man hätte vielleicht etwas darauf eingehen können, was das denn für eine Energie ist, diese Ruheenergie. Vermutlich gibt es da ja auch andere Videos, die das zum Thema haben.
Ich habe ja irgendwann mal eher Chemie studiert und bei dem Gedanken, dass 1 kg Aluminium die gleiche Ruheenergie besitzen soll wie 1 kg Eisen, muss der Chemiker in mir doch schon trocken schlucken. Wie das Ganze im Zusammenhang mit der klassischen Thermodynamik aussieht, ist doch sicherlich interessant. Wenn sämtliche möglichen Teilchenprozesse mit betrachtet werden, ist doch bei ruhendem System, die Ruheenergie gleich der inneren Energie des Systems, nicht? Wenn Kernspaltung, Kernfusion etc. einem Prozess nicht zugänglich sind, werden die Formen der Energie, die dabei eine Rolle spielen, bei der Betrachtung der inneren Energie des Systems nicht berücksichtigt, z.B. bei einem üblichen technischen Prozess oder einer chemischen Reaktion. Das ist ja eigentlich noch ganz gut zu verstehen.
Zurück zum Fe und Al. Würde das denn bedeuten, dass die Ruheenergie völlig unabhängig von der individuellen Elementarteilchen-Zusammensetzung eines Elements ist? Eisen hat ja im Atomkern eine gänzlich andere als Aluminium und die Elektronen drumherum wiegen ja auch nicht mehr viel, na gut sie bewegen sich wenigstens. Anders gefragt, haben 1 kg ruhende Protonen die gleiche Ruheenergie wie 1 kg ruhende Neutronen? 1u Teilchenmasse entsprechen dann auch bei diesen Beispielen ca. 931,5 MeV unabhängig davon, aus was diese Masse besteht? Für den Nicht-Physiker klingt das doch schon ganz schön abgefahren. Haben Sie da noch andere Videos, die da zum Verständnis der Ruheenergie vielleicht hilfreich sind?

Viele Grüße

Frank H.

evtl. den Beitrag bitte in den Forums-Bereich "spezielle Relativitätstheorie" verschieben
Ich bin neu im Forum und hatte die Struktur des Forums noch nicht so im Überblick.

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Was ist die Ruheenergie? 21 Dez 2017 23:19 #25048

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Herzlich willkommen,
um es vorab zu beschreiben man benutzt Ruheenergie als ein anderen Ausdruck für Masse die sich gegen über einem anderen Bezugsystem nicht bewegt. Ja in der tat 1 Kilogramm ist 1 Kilogramm egal ob da 1 Kilogramm Neutronenstern Materie mit 1 Kilogramm FrankH vergleichst. das entspricht selben Ruheenergie Anteil.

Bei der Zusammensetzung gibt es unterschiede ja Und glaube mir ich hab da auch meine Schwierigkeiten und muss es so hin nehmen wie es ist, was so manches Gewicht beträft wenn ich mich nach Einstein richte ist es dann doch anders. Schaue dir mal eine Batterie an geladen und entladen, wenn ich mir den eigentlichen zustand da anschaue dann ist es sehr Relativ jedoch kann man es auf eine Elektrische Ladung umrechne was diese gespeicherte Energie beträft und schon hat man da auch ein Gewicht drin. Für mich ist es immer noch lediglich Ladung verlagern.... und ja ich werde es wohl akzeptieren das man auch ein Gewicht rein rechnen kann....relativ halt :D E=mc2

Ja ich kann alles, sogar definieren was ich nicht kann.

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Was ist die Ruheenergie? 22 Dez 2017 00:13 #25052

Der größte Teil der Masse ist ohnehin die Bindungsenergie im Atomkern, also zwischen den Quarks. Soweit ich weiß, haben die Protonen im Eisenkern pro Proton weniger Masse wie das einzelne beim Wasserstoff, oder? Daher braucht man für 1 kg Eisen auch mehr Protonen und Neutronen als bei 1 kg Deuterium.

Glaube nichts, weil ein Weiser es gesagt hat. Glaube nichts, weil alle es glauben. Glaube nichts, weil es geschrieben steht. Glaube nichts, weil es als heilig gilt. Glaube nichts, weil ein anderer es glaubt. Glaube nur das, was Du selbst als wahr erkannt hast.

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Was ist die Ruheenergie? 22 Dez 2017 10:47 #25055

Danke. Dem Vergleich meiner Masse mit der Masse eines Neutronensterns muss ich mich hin und wieder würdiger erweisen.

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Was ist die Ruheenergie? 22 Dez 2017 10:57 #25058

Heinz Jürgen schrieb: Der größte Teil der Masse ist ohnehin die Bindungsenergie im Atomkern, also zwischen den Quarks. Soweit ich weiß, haben die Protonen im Eisenkern pro Proton weniger Masse wie das einzelne beim Wasserstoff, oder? Daher braucht man für 1 kg Eisen auch mehr Protonen und Neutronen als bei 1 kg Deuterium.


Bist du da sicher? Ein Proton "wiegt" normalerweise immer gleich viel.

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Was ist die Ruheenergie? 22 Dez 2017 11:38 #25060

Die Masse eines freien Proton: 938,27 MeV/c²
Die Masse eines freien Neutron zum Vergleich: 939,57 MeV/c²
Vier Protonen (3753,09 MeV/c²) fusionieren zu einen Heliumkern: 3728,42 MeV/c²
Die Differenz wird als Energie frei (24,66 MeV).

Da Protonen keine Elementarteilchen sind gibt es auch kein Problem mit unterschiedlicher Masse je nach Bindungszustand.

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Was ist die Ruheenergie? 22 Dez 2017 11:47 #25061

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@Heinz Jürgen: Nicht wirklich :D also da hast du dich etwas verrann Gluon ist so Masselose Quarks Patina, wo als Bindemittel betrachtet werden kann, also bei diesem Boson auch da wie bei Photon 0 eV. BITTE, Danke, bis bald.

//:
Ahhh: Jungs, das was da dazwischen ist nennt sich Starke Kernkraft. Die zeigt nach außen viel mehr macht. Eventuell erscheinen uns dadurch so in der Praxis die Gluonen als mächtige Maße Teilchen.

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Letzte Änderung: von Chris. Begründung: // (Notfallmeldung) an den Administrator

Was ist die Ruheenergie? 22 Dez 2017 13:08 #25063

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Die Sache ist schon vertrackt.
Die up und down Quarks, die Protonen und Neutronen bilden, sind zwar alle gleich schwer, aber je nach Element, in dem sie stecken, sind die entsprechenden Protonen und Neutronen aufgrund unterschiedlicher Bindungs- und Bewegungsenergien dann doch wieder unterschiedlich in der Ruhemasse bzw. Ruheenergie.
Die Bewegungsenergien kommen zustande, weil sich alle Elemtarteilchen mit Masse im Proton oder Neutron mit relativistischen Geschwindigkeiten bewegen.
Aber welche Elementarteilchen konstituieren denn eigentlich die Bindungsenergien? Gut, da sind die Mesonen, die über Masse verfügen, aus dem nichts kurz auftauchen, wechselwirken mit relativistischer Geschwindigkeit und wieder im Nichts verschwinden.
Gluonen sind masselos (jedoch kann eine geringe Masse nicht ausgeschlossen werden), entstehen und vergehen auch ständig und tragen aber wohl mit ihrer Bindungsenergie zur Ruhemasse bei.
Dann kommen auch noch neben den anscheinend stabilen Valenzquarks die sog. Seequarks ins Spiel, die aus dem Nichts entstehen bzw. aus Gluonen und ebenfalls sofort wieder verschwinden. Nach meinem Verständnis tragen auch sie zur Ruhemasse/energie bei, weil sie wiederum Masse besitzen und sich bewegen.
So gesehen ist also das Proton oder Neutron ein brodelnder See, bei dem um die eigentlichen Strom- bzw. Valenzquarks noch ein brodelndes Gemisch aus Gluonen und Seequarks (Quarks und Antiquarks) schwirrt. Außerdem wechselwirken die Protonen und Neutronen untereinander noch über die Mesonen, siehe weiter oben.
Erst die Summe aus den eigentlichen Ruhemassen der Elementarteilchen plus der darin enthaltenen Bindungsenergien und den Bewegungsenergien durch die relativistischen Geschwindigkeiten aller Elementarteilchen mit Ruhemasse führt zur Gesamtenergie bzw. -masse eines Atomkerns.
Nimmt man dazu noch die Massen der Elektronen und je nach Elektronenkonfiguration des Atoms oder Moleküls die herrschenden Bindungs- und Bewegungsenergien, dann hat man die tatsächliche Gesamtenergie bzw. -masse eines Atoms oder Moleküls.
Aus makroskopischer Sicht bzw. der Relativitätstheorie ist das die sog. Ruhemasse. Erst wenn das makroskopisch ruhende Objekt (Summe unzähliger Atome und Moleküle, die auf subatomarer Ebene bewegte und brodelnde Prozesse sind, also nichts Greifbares im alltäglichen Sinne) dann auch noch bewegt wird, dann kommt noch kinetische Energie zur Ruheenergie dazu.
Ekin = γmc2 - mc2
oder in Worten die Betrachtung auf makroskopischer Ebene: kinetische Energie = Gesamtenergie - Ruheenergie.
Der Begriff Ruheenergie ist halt etwas irreführend, denn bei der Betrachtung auf atomarer Ebene sieht man eben, dass diese Ruheenergie mit Ruhe im klassischen Sinne nichts zu tun hat.
Und was ist eigentlich gemeint, wenn man von der Ruheenergie eines up-Quarks von 2,3 MeV spricht? Laut Standardmodell ist ein Elementarteilchen ein dimensionsloses Pünktchen. Also von wegen ein winziges Kügelchen, wie sich der Hausverstand gerne ein Quark oder Elektron vorstellt. Was ist also ein Quark? Es entzieht sich vollkommen der plastischen Vorstellung, kann nur durch Mathematik operationalisiert werden. Somit wäre der Ausdruck Prozesschen besser geeignet als Teilchen. Aber was ist ein Prozesschen? Angeregter Zustand der Raumzeit?
Bei Wiki heißt es zum Standardmodell:

Die genannten Teilchen sind klein in dem Sinne, dass man aus Experimenten noch keinerlei Anhaltspunkte für einen von Null verschiedenen Durchmesser gewinnen konnte. Theoretisch werden sie daher als punktförmig angenommen. Weiter sind sie klein in dem Sinne, dass sie nach heutigem Wissensstand nicht aus noch kleineren Untereinheiten zusammengesetzt sind. Drittens sind sie klein in dem Sinne, dass selbst ein kleines Objekt bereits Trilliarden (1021) dieser Teilchen enthält. Zwei Beispiele: Ein Stecknadelkopf besteht aus größenordnungsmäßig 1022 Elektronen und 1023 Quarks. Wenn ein Teelicht leuchtet, entstehen in der Flamme jede Sekunde etwa 1020 Photonen. Jedoch kann das menschliche Auge einzelne Photonen wahrnehmen[1].

Mein lieber Mann. Wenn man das liest, dann wird einem eigentlich klar, wie wenig wir uns vorstellen können, was Energie und Materie auf der letzten basalen Ebene wirklich sind.
Ich ende philosophisch: Wir wissen lediglich, dass wir noch immer wenig wissen. ;)

Das größte Glück und den tiefsten Sinn erfahren wir, wenn unser Sehnen, Suchen und Finden in einem einzigen Augenblick zeitgleich präsent sind. Der nächste Augenblick ist dann nur noch schnödes Haben. (Cyborg, am Innufer, 14. April 2018)
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Was ist die Ruheenergie? 22 Dez 2017 13:49 #25066

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Jedoch ist erst diese Anzahl nötig damit sie auch greifbar wird, wie haben das Einzeller Dasein zum Glück schon hinter uns.

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Was ist die Ruheenergie? 22 Dez 2017 15:56 #25071

Madouc99 schrieb: Bist du da sicher? Ein Proton "wiegt" normalerweise immer gleich viel.


Hier muss man arg mit den Begriffen aufpassen. Ein Proton ist kein Wasserstoffatom. Dafür sind sowohl das Zweiersystem Proton + gebundenes Elektron als auch das Dreiersystem Proton + Neutron + gebundenes Elektron jeweils ein Wasserstoffatom. Das sind allerdings nur Begrifflichkeiten, die erstmal mit deiner Frage wenig zu tun haben. Ich werfs daher nur ein, damit es da nicht zu Mißverständnissen darüber kommt. :-)

Zur Frage selbst - wohl eher nicht. Denn wenn Proton und Neutron ein Gewicht P und N haben, und je 2 davon zu Helium - pardon - zu einem Alphateilchen verschmolzen insgesamt weniger Gewicht als 2P+ 2N haben, dann wird das schwierig das schlüssig zu erklären. Wenn man dann allerdings ein Proton aus dem Alphateilchen herauslöst und auf die Waage legt, dann wiegt es selbstverständlich wieder P. Also hast du ja irgendwie doch recht, gell? ;-)

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Was ist die Ruheenergie? 23 Dez 2017 23:30 #25135

Hat das was damit zu tun, dass das Neutron kurzlebiger ist, als das Proton? So wie ich das verstanden habe, ist ein freies Neutron wesentlich kürzer haltbar, als ein freies Proton.

"`Oh dear,' says God, `I hadn't thought of that,' and promptly vanished in a puff of logic.

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Was ist die Ruheenergie? 24 Dez 2017 13:06 #25163

derwestermann schrieb: Hat das was damit zu tun, dass das Neutron kurzlebiger ist, als das Proton? So wie ich das verstanden habe, ist ein freies Neutron wesentlich kürzer haltbar, als ein freies Proton.


Ein freies Proton zerfällt nicht, zumindest konnte noch kein Zerfall beobachtet werden.

Frei nach wikipedia ( de.wikipedia.org/wiki/Neutron#Zerfall_des_freien_Neutrons ):
Ein freies (nicht in einem Atomkern gebundenes) Neutron hat eine mit 939,6 MeV um etwa 1,3 MeV (0,14 %) größere Ruheenergie als ein (freies) Proton. Das freie Neutron ist radioaktiv und zerfällt als Beta-Minus-Strahler (β−-Strahler) in ein Proton, ein Elektron und ein Elektron-Antineutrino. Die Halbwertszeit beträgt etwa 610 Sekunden.

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Was ist die Ruheenergie? 24 Dez 2017 13:13 #25165

Im Atom aber, wandeln sich ständig Protonen in Neutronen und umgekehrt, zumindest in den Isotopen, richtig?

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Was ist die Ruheenergie? 24 Dez 2017 13:24 #25170

derwestermann schrieb: Im Atom aber, wandeln sich ständig Protonen in Neutronen und umgekehrt, zumindest in den Isotopen, richtig?


Nein, bei stabilen Atomen sind die Kernbausteine Proton und Neutron selbst stabil.
Nur im Falle eines radioaktiven Zerfalls kann es zu einer Umwandlung kommen.

Isotope bedeutet nur, dass es verschiedene Kerne mit mit gleicher Protonenzahl aber unterschiedlicher Neutronenzahl gibt. Als Beispiel Wasserstoff:
1 Proton ("normales" Wasserstoff-Atom): stabil
1 Proton + 1 Neutron ("schweres Wasserstoff-Atom", Deuterium): stabil
1 Proton + 2 Neutronen ("überschweres Wasserstoff-Atom", Tritium): radioaktiv, zerfällt zu Helium mit 2 Protonen + 1 Neutron.

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Was ist die Ruheenergie? 25 Dez 2017 15:37 #25208

Ahso, ich hatte Isotope so verstanden, dass die Atome sind, deren Protonen-Neutronen-Verhältnis instabile Kerne hervorrufen.

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Was ist die Ruheenergie? 25 Dez 2017 16:50 #25210

Moment - Neutronen sind radioaktiv und zerfallen in einer relevanten Zeit?

Aber gebunden im Atomkern tun sie das nicht?? Wie erklärt man das?

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Was ist die Ruheenergie? 26 Dez 2017 00:11 #25221

LeseSalamander schrieb: Moment - Neutronen sind radioaktiv und zerfallen in einer relevanten Zeit?

Aber gebunden im Atomkern tun sie das nicht?? Wie erklärt man das?


Genau so ist es. Man stelle sich eine Welt vor, in der in Atomkernen gebundene Neutronen zerfallen. In dieser gäbe es keine Atome außer Wasserstoff und somit auch kein Leben.

Warum ist das so? Bei freien Neutronen gibt es einen energetisch günstigeren Zustand: freie Protonen. Folglich gibt es hier einen Zerfall mit Umwandlung.

Bei Atomkernen muss man den Kern als ganzes betrachten. Und Atomkerne mit Neutronen sind aufgrund der elektromagnetischen Abstoßung energetisch güstiger als Atomkerne rein aus Protonen. Folglich gibt es stabile Atomkerne, die nicht zerfallen.

Hat ein Atomkern zuviele oder zuwenige Neutronen im Vergleich zu den Protonen, dann kann dieser Atomkern radioaktiv sein. Unter anderem kann sich dabei ein Neutron in ein Proton umwandeln (Beta-Minus-Zerfall) oder sich ein Proton in ein Neutron umwandeln (Beta-Plus-Zerfall).

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Was ist die Ruheenergie? 26 Dez 2017 15:44 #25230

ClausS schrieb: Bei Atomkernen muss man den Kern als ganzes betrachten. Und Atomkerne mit Neutronen sind aufgrund der elektromagnetischen Abstoßung energetisch güstiger als Atomkerne rein aus Protonen. Folglich gibt es stabile Atomkerne, die nicht zerfallen.


Das ist interessant. Was du da schreibst ist ein Argument, das besagt, das es unsinnig ist, sich einen Atomkern aus Protonen und Neutronen zusammengesetzt vorzustellen. Vielmehr ist der Atomkern ein neues mit einigem Recht als elementar zu bezeichnendes Teilchen, in dem die Protonen und Neutronen zwar verbaut werden, aber nicht in ihrer ursprünglichen Form erhalten bleiben. Also Neutronen und Protonen sind keine Legosteine, aus denen man einen Kern zusammen setzen kann.
(Um ein Gegenbeispiel zu geben, wo das anders ist: Ich kann ein Enzym bauen, das wie ein ganz normales Enzym dieser oder jener Gattung aussieht, aber ich verwende an einer Stelle der Kette kein normales C12 sondern ein radioaktives C14-Atom. Wenn dieses instabili Isotop zerfällt, dann sprengt das logischer weise die Molekülbindung, und das Enzym zerfällt gleich mit. Hier ist die Vorstellung eines aus atomaren Bausteinen zusammengesetzten Metateilchens (dem Enzym als Molekül) sehr wohl anwendbar)

Im Prinzip geht ja schon die Beobachtung von Madouc99 in die selbe Richtung, dass Protonen und Neutronen im Kern gebunden weniger wiegen als als freie Teilchen. Das geht nicht für ein zusammengesetztes Teilchen (Teilchen hier im klassischen Sinn).

BTW noch ein anderer Punkt (besonders @Cyborg), der damit nur indirekt zu tun hat. Die Elementaren Bausteine eines Atoms "bewegen" sich nicht darin, und ganz sicher nicht mit relativistischen Geschwindigkeiten. Die Begründung ist recht einfach, und gilt schon für Elektronen in ihren Orbitalen : wenn sie sich bewegen würden, dann müssten sie, um an Ort und Stelle zu bleiben quasi kreisen, in jedem Fall aber die Richtung ändern. Was eine Beschleunigung zur folge hätte. Da die Elementarteilchen (Quarks) durchgängig geladen sind, würden sie dabei Energie abstrahlen, was im Falle der Elektronen bewirken würde, dass sie in den Kern fallen. Die Wirkung im Falle von Protonen im Atomkern kann ich nicht abschätzen, aber wirkungslos ist ein permanenter Energieverlust sicherlich nicht.

:-)

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Was ist die Ruheenergie? 26 Dez 2017 18:28 #25234

LeseSalamander schrieb:

ClausS schrieb: Bei Atomkernen muss man den Kern als ganzes betrachten. Und Atomkerne mit Neutronen sind aufgrund der elektromagnetischen Abstoßung energetisch güstiger als Atomkerne rein aus Protonen. Folglich gibt es stabile Atomkerne, die nicht zerfallen.


Das ist interessant. Was du da schreibst ist ein Argument, das besagt, das es unsinnig ist, sich einen Atomkern aus Protonen und Neutronen zusammengesetzt vorzustellen. Vielmehr ist der Atomkern ein neues mit einigem Recht als elementar zu bezeichnendes Teilchen, in dem die Protonen und Neutronen zwar verbaut werden, aber nicht in ihrer ursprünglichen Form erhalten bleiben. Also Neutronen und Protonen sind keine Legosteine, aus denen man einen Kern zusammen setzen kann.


Warum? Genügt es denn nicht auch, wenn starke Kernkräfte auch zwischen im Atomkern gebundenen Protonen und Neutronen wirken?

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Was ist die Ruheenergie? 26 Dez 2017 20:53 #25239

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Das ist interessant. Was du da schreibst ist ein Argument, das besagt, das es unsinnig ist, sich einen Atomkern aus Protonen und Neutronen zusammengesetzt vorzustellen.

Heisenberg: "„Man gewöhnte sich daran, daß die Begriff und Bilder, die man aus der früheren Physik in den Bereich der Atome übertragen hatte, dort nur halb richtig und halb falsch sind."

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Was ist die Ruheenergie? 26 Dez 2017 23:35 #25246

Langsam, langsam,
Protonen tragen eine positive Ladung und stoßen sich ab. Neutronen tun das nicht, deshalb heißen sie auch so.
Im Kern eines Atoms findet man beide Teilchensorten. Dort gibt es eine Kraft, die nur dort wirksam ist, genannt: Starke Kernkraft!
Die schnappt zu, wenn sich die Teilchen sehr nahe kommen. Dann befinden sich die Teilchen in einem Gefängnis. Wenn sie versuchen, diesem zu entkommen, wird die zurückhaltende starke Kernkraft größer.
Die Neutronen helfen jetzt, die Möglichkeit, dass die positiven Protonen beieinander bleiben, zu vergrößern.
Aber auch deren Einfluss ist begrenzt.
Beim Uran ist Schluss. Dort scheint die Anzahl der Protonen und Neutronen maximal zu sein.
Noch ein Proton mehr und auch eine mögliche Zunahme an Neutronen ist nicht mehr stabil. Im Labor kann man solche Kerne herstellen, aber sie zerfallen in Sekundenbruchteilen.
Das Spiel wird bestimmt von der elektromagnetischen Kraft und der Starken Kernkraft.

VG
Thomas

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Was ist die Ruheenergie? 27 Dez 2017 01:18 #25248

ClausS schrieb: Warum? Genügt es denn nicht auch, wenn starke Kernkräfte auch zwischen im Atomkern gebundenen Protonen und Neutronen wirken?


Nicht wirklich, denn wenn die Protonen und Neutronen im Atomkern noch vorhanden sind, dann müssen sie ihre Eigenschaften auch behalten. Denn woran sonst sollte man sie denn festnageln? Hypothetisch gesprochen: Das wäre als würdest du sagen, im Atomkern verlören Protonen ihre Ladung. Deshalb könnten sie so nahe zusammen bleiben. Aber das mache überhaupt nichts, das seien immer noch Protonen. Aber Protonen sind per Definition elektrisch positiv geladen. Mit welchem Recht könnten wir also noch von Protonen sprechen, wenn sie eine Eigenschaft wie ihre Ladung verlören?
Wenn so eine elementare Eigenschaft, wie radioaktivität - also Zerfall - auf einmal weg ist, dann muss man schon mal die Frage stellen, inwiefern man überhaupt noch von diesem Teilchen sprechen kann. :-)

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Was ist die Ruheenergie? 27 Dez 2017 03:58 #25250

LeseSalamander schrieb: Das ist interessant. Was du da schreibst ist ein Argument, das besagt, das es unsinnig ist, sich einen Atomkern aus Protonen und Neutronen zusammengesetzt vorzustellen. Vielmehr ist der Atomkern ein neues mit einigem Recht als elementar zu bezeichnendes Teilchen, in dem die Protonen und Neutronen zwar verbaut werden, aber nicht in ihrer ursprünglichen Form erhalten bleiben.


Das wäre dann ein Quark-Gluon Plasma aber das sind Atomkerne sicher nicht. Mit der gleichen Argumentation könnte man sagen das es unsinnig wäre sich Kochsalz als aus Chlor und Natrium Atomen zusammengesetzt zu denken.

So wie ich das verstehe bleiben Protonen und Neutronen einzelne Teilchen innerhalb derer die Gluonen für den Zusammenhalt sorgen; die aber durch Austausch von Pionen, also Quark-Antiquark Teilchen im Kern zusammenhalten. (im Wikibeitrag als Restwechselwirkung bzeichnet) Starke Wechselwirkung

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Was ist die Ruheenergie? 27 Dez 2017 09:04 #25252

Merilix schrieb: Mit der gleichen Argumentation könnte man sagen das es unsinnig wäre sich Kochsalz als aus Chlor und Natrium Atomen zusammengesetzt zu denken.


Wohl kaum, oder kennst du Eigenschaften von Natrium und Chlor, die sie gemeinsam als Kochsalz nicht mehr haben? Ich kenne jedenfalls keine Untersuchungen, die besagen, dass dann radioaktive Isotope der beiden nicht mehr strahlen.

Außerdem, den Gedanken weiterführend kann man sich einen Kochsalzkristall sehr gut zusammengesetzt vorstellen, weil man ja auf die Bausteine auch prima einzeln zugreifen kann. Man kann zum Beispiel einzelne Natriumatome herauslösen, und durch Magnesium oder sonstwas ersetzen. Man könnte auch das Chlor einzeln herauslösen und damit direkt andere Chlorverbindungen bauen. Versuche mal aus nem Atomkern ein einzelnes Proton rauszugreifen. O.O

Was nicht mehr ganz so gut funktioniert sind vermutlich spektroskopische Untersuchungen, weil die sich auf die Atomhülle beziehen, und die wird schon verändert. Und was auch sehr gut funktioniert... wenn man Kochsalz in Wasser löst, dann sind im Wasser nicht Natrium- und Chloratome gelöst, sondern Na+ und Cl-. Das sind Ionen, und die haben extra eine eigene Bezeichnung. ;-)

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Was ist die Ruheenergie? 27 Dez 2017 11:55 #25260

LeseSalamander schrieb: Außerdem, den Gedanken weiterführend kann man sich einen Kochsalzkristall sehr gut zusammengesetzt vorstellen, weil man ja auf die Bausteine auch prima einzeln zugreifen kann. Man kann zum Beispiel einzelne Natriumatome herauslösen, und durch Magnesium oder sonstwas ersetzen. Man könnte auch das Chlor einzeln herauslösen und damit direkt andere Chlorverbindungen bauen. Versuche mal aus nem Atomkern ein einzelnes Proton rauszugreifen. O.O


So etwas ähnliches passiert beim Alpha-Zerfall, bei dem der radioaktive Atomkern einen Helium-4 Kern ausstößt.

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Was ist die Ruheenergie? 27 Dez 2017 13:38 #25269

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lesesalamander schrieb:
BTW noch ein anderer Punkt (besonders @Cyborg), der damit nur indirekt zu tun hat. Die Elementaren Bausteine eines Atoms "bewegen" sich nicht darin, und ganz sicher nicht mit relativistischen Geschwindigkeiten. Die Begründung ist recht einfach, und gilt schon für Elektronen in ihren Orbitalen : wenn sie sich bewegen würden, dann müssten sie, um an Ort und Stelle zu bleiben quasi kreisen, in jedem Fall aber die Richtung ändern. Was eine Beschleunigung zur folge hätte. Da die Elementarteilchen (Quarks) durchgängig geladen sind, würden sie dabei Energie abstrahlen, was im Falle der Elektronen bewirken würde, dass sie in den Kern fallen. Die Wirkung im Falle von Protonen im Atomkern kann ich nicht abschätzen, aber wirkungslos ist ein permanenter Energieverlust sicherlich nicht.

Da irrst du dich, zumindest in Bezug auf heutige gängige Vorstellungen über subatomare Vorgänge.
www.weltderphysik.de/gebiet/teilchen/aufbau-der-materie/
Dort heißt es:

Gemäß der Theorie der Starken Kraft steckt ein großer Teil der Masse der Nukleonen in der Bewegungsenergie der Quarks und in der Energie des Gluonenfeldes, das die Quarks zusammenhält. Damit würden die Atomkerne und die Materie insgesamt hauptsächlich aus Bewegungs- und Feldenergie bestehen!

In letzter Konsequenz sind auch Quarks keine Teilchen, eher Prozesschen. Im Grunde also eine dynamische, quantisierte, geometrische Struktur. Letztlich ist m.E. das Fundament der Welt: Mathematik, Geometrie, Information, Organisation und ....?.....
PS: Natürlich darfst du dir die Bewegung der Prozesse im Atom (ich vermeide zu sagen, die Bewegung der Teilchen) nicht kreisförmig vorstellen bzw. versagen generell die Vorstellungen aus der makro- und mesoskopischen Betrachtung der Welt, um die Vorgänge auf atomarer Basis zu beschreiben.

Das größte Glück und den tiefsten Sinn erfahren wir, wenn unser Sehnen, Suchen und Finden in einem einzigen Augenblick zeitgleich präsent sind. Der nächste Augenblick ist dann nur noch schnödes Haben. (Cyborg, am Innufer, 14. April 2018)

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Was ist die Ruheenergie? 27 Dez 2017 14:07 #25271

Cyborg schrieb: PS: Natürlich darfst du dir die Bewegung der Prozesse im Atom (ich vermeide zu sagen, die Bewegung der Teilchen) nicht kreisförmig vorstellen bzw. versagen generell die Vorstellungen aus der makro- und mesoskopischen Betrachtung der Welt, um die Vorgänge auf atomarer Basis zu beschreiben.

Dann würde ich empfehlen nicht von Elementaren Bausteinen oder Teilchen zu sprechen, wenn du dich auf das innere von Atomkernen beziehst. Und für den Satz oben gilt, dass Prozesse sprachdidaktisch noch besser fahren, wenn sie ablaufen, als wenn sie sich bewegen (Prozess anstatt Teilchen war natürlich schon eine erhebliche Verbesserung). ;-)

ClausS schrieb: So etwas ähnliches passiert beim Alpha-Zerfall, bei dem der radioaktive Atomkern einen Helium-4 Kern ausstößt.

Ich habe aber noch nie davon gehört, dass ein Uraniumatom aus Alphateilchen zusammen gesetzt ist. Ich kann auch nicht erkennen, dass damit etwas gewonnen wäre.

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Was ist die Ruheenergie? 27 Dez 2017 14:16 #25272

Cyborg schrieb: In letzter Konsequenz sind auch Quarks keine Teilchen, eher Prozesschen. Im Grunde also eine dynamische, quantisierte, geometrische Struktur.

Geometrische Struktur? Anregungen des Raumes? Ich sehe, wir kommen uns in unseren persönlichen Theorien näher...Eins ist klar, die geometrische Struktur/Raumanregung hat Spin, Ladung usw. Es könnte neben angeregtem auch verdichteter Raum oder Beides sein.

Nachvollziehbare Mathematik ist notwendige Grundlage zur Beurteilung von physikalischen Modellen.

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Was ist die Ruheenergie? 27 Dez 2017 20:11 #25278

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MichaelD schrieb:

Cyborg schrieb: In letzter Konsequenz sind auch Quarks keine Teilchen, eher Prozesschen. Im Grunde also eine dynamische, quantisierte, geometrische Struktur.
Geometrische Struktur? Anregungen des Raumes? Ich sehe, wir kommen uns in unseren persönlichen Theorien näher...Eins ist klar, die geometrische Struktur/Raumanregung hat Spin, Ladung usw. Es könnte neben angeregtem auch verdichteter Raum oder Beides sein.

Tja, ein Grund mehr sich mit Burkhart Heims Theorien zu befassen. Ich habe mich oben ohnehin vor allem im zweiten Satz der Heimschen Terminologie bedient. ;)
Heim sagte mal sinngemäß: Die Materie ist nicht im Raum, sie IST eine spezielle Form des Raum.

Das größte Glück und den tiefsten Sinn erfahren wir, wenn unser Sehnen, Suchen und Finden in einem einzigen Augenblick zeitgleich präsent sind. Der nächste Augenblick ist dann nur noch schnödes Haben. (Cyborg, am Innufer, 14. April 2018)

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Was ist die Ruheenergie? 27 Dez 2017 22:33 #25283

Es sei hier an das Higgsfeld und sein WW - Teilchen, das Higgsboson erinnert.
Experimentell bestätigt, sollte es eigentlich genügen zu zeigen, dass Masse gleich verdichtete Energie ist und nicht eine spezielle Form des Raumes.
Dass verdichtete Energie die Raumzeit verformt, ist auch klar. Aber dass Materie aus der Raumzeit heraus als besondere Form derselben entstehen soll, steht gegen alle Erkenntnis.

VG
Thomas

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