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Physics is never bohring

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Quantensprünge erklären jedoch etwas anderes, das ganz entscheidend ist. Protonen üben eine Anziehungskraft auf ihre Elektronen aus. Es ist diese Anziehung, die die Elektronen beim fotoelektrischen Effekt überwinden müssen, wie wir bereits sahen. Wir bezeichnen die Anziehungseigenschaft eines Teilchens als seine »Ladung«, und diese existiert in zwei Formen, die willkürlich als positiv (bei Protonen) und negativ (bei Elektronen) bezeichnet werden. Teilchen mit derselben Ladung stoßen sich wie gleich geladene Magnetenenden ab, während Teilchen, die gegensätzliche Ladungen besitzen, sich anziehen.

Die Ladung ist etwa seit der Zeit von Benjamin Franklin und seines Experimentes mit Blitzen und Drachen bekannt (übrigens ein echtes Experiment und keine moderne Legende).15 Was Ladung wirklich ist, erweist sich als kompliziert (wir werden es in Kapitel zwölf herausfinden), aber egal ob man weiß, was die Ursache für Ladungen ist, oder nicht, wirft diese Eigenschaft doch eine gute Frage auf: Wenn Elektronen die entgegengesetzte Ladung von Protonen haben und von ihnen angezogen werden, wie kommt es dann, dass sie sich nicht in einer Spirale auf den Kern zubewegen und das Atom schrumpfen lassen? Warum sind Atome nicht zum Untergang verurteilt?

Bohrs Antwort war, dass dadurch das Prinzip der Quantenenergie verletzt werden würde. Ein Elektron auf der niedrigsten Schale, die dem Kern am nächsten ist, befindet sich auf der untersten Sprosse der Energieleiter. Wenn es anfangen würde, nach innen zu driften, würde es alle möglichen Werte annehmen, die nicht erlaubt sind.

Die einzige Möglichkeit, Energie zu verlieren, wenn man sich auf der innersten Schale befindet, bestünde darin, von der Leiter ganz herunterzusteigen und einfach aufzuhören zu existieren. Die Elektronen mögen zwar verzweifelt dem Kern zustreben wollen, aber das Prinzip der Quantenenergie ist dem Gesetz der Anziehung von Ladungen überlegen.

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