sciencetalk

Waardoor gaan atomen trillen?

Mijn natuurkunde leraar denkt dat ze gaan trillen doordat atomen in een atoomrooster er soms scheef inzitten. Door temperatuurverschillen gaan ze uitzetten of krimpen waardoor er druk kan ontstaan die weer omgezet word in kinetische energie, wat dus weer die trilling veroorzaakt.

klopt dit?

Sphere schreef:Waardoor gaan atomen trillen?

Mijn natuurkunde leraar denkt dat ze gaan trillen doordat atomen in een atoomrooster er soms scheef inzitten. Door temperatuurverschillen gaan ze uitzetten of krimpen waardoor er druk kan ontstaan die weer omgezet word in kinetische energie, wat dus weer die trilling veroorzaakt.

klopt dit?

Ik betwijfel dit ten zeerste. Atomen trillen volgens mij omdat ze nu eenmaal energie daarvoor ter beschikking hebben. Om de energiebalans kloppend te houden dienen ze bij toevoeren van enegrie (verwarmen van een materiaal) een grotere kinetische energie moeten hebben, dus harder trillen. Verder zou het voor een atoom onmogelijk moeten zijn een welgedefinieerde positie te hebben (onzekerheidsrelatie van Heisenberg).

Ik ben benieuwd naar andere verklaringen.

Sphere schreef:Waardoor gaan atomen trillen?

Mijn natuurkunde leraar denkt dat ze gaan trillen doordat atomen in een atoomrooster er soms scheef inzitten. Door temperatuurverschillen gaan ze uitzetten of krimpen waardoor er druk kan ontstaan die weer omgezet word in kinetische energie, wat dus weer die trilling veroorzaakt.

klopt dit?

Atomen die "scheef in het rooster zitten" is iets dat ik nog nooit eerder gehoord heb...

Ik zou het zo zeggen: de atomen hebben een bepaalde hoeveelhed energie omdat ze in thermisch evenwicht met hun omgeving zijn (de andere atomen in het materiaal). En de quantummechanica zegt dat je niet zomaar in een bepaalde energie-toestand kan zitten, zonder dat de atomen dan ook in een bepaalde trilling (gegeven door de energie/temperatuur van het atoom) beweegt. Sterker nog: zelfs bij het absolute nulpunt in een volledig perfect kristal zullen de atomen nog bewegen! Deze "nulpuntsvibratie" is de minimale trillingsgrootte van atomem (en ook voor alle andere deeltjes).

Als de stelling van jouw leraar klopt dan zou je nooit een gas kunnen verhitten.

Elmo schreef:

Sphere schreef:Waardoor gaan atomen trillen?

Mijn natuurkunde leraar denkt dat ze gaan trillen doordat atomen in een atoomrooster er soms scheef inzitten. Door temperatuurverschillen gaan ze uitzetten of krimpen waardoor er druk kan ontstaan die weer omgezet word in kinetische energie, wat dus weer die trilling veroorzaakt.

klopt dit?

Atomen die "scheef in het rooster zitten" is iets dat ik nog nooit eerder gehoord heb...

Ik zou het zo zeggen: de atomen hebben een bepaalde hoeveelhed energie omdat ze in thermisch evenwicht met hun omgeving zijn (de andere atomen in het materiaal). En de quantummechanica zegt dat je niet zomaar in een bepaalde energie-toestand kan zitten, zonder dat de atomen dan ook in een bepaalde trilling (gegeven door de energie/temperatuur van het atoom) beweegt. Sterker nog: zelfs bij het absolute nulpunt in een volledig perfect kristal zullen de atomen nog bewegen! Deze "nulpuntsvibratie" is de minimale trillingsgrootte van atomem (en ook voor alle andere deeltjes).

Wat bepaalt eigenlijk de frequentie van de trilling? En heeft de massa van het atoom daar invloed op?

Atomen kunnen weldegelijk scheef in een rooster zitten, dit zijn roosterfouten, en die hebben hier niet zo heel veel mee te maken.

Je moet je voorstellen dat de atomen in een rooster op hun vaste plek het meest lekker zitten. dit kun je voorstellen als een minimum in de potentiele energie, een beetje als een schommel die stilhangt. Alleen, als je ze verwarmt, gaan ze bewegen. Ze bewegen alleen maar beperkt, omdat ze de potentiaalput niet uitkunnen. De schommel gaat heen en weer. Als je nu hard genoeg stookt, knappen de touwen van de schommel en vliegt het atoom de put uit. Dit is verdamping.