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Eigenschaften von Materie 24 05. 2020 12:44 #69108

Jo52 schrieb: Chlor und Natrium haben eben nicht die Eigenschaften verändert, sie sind vielmehr vernichtet!!!. Man darf diese Eigenschaften nicht 1:1 auf Teilcheneigenschaften herunterbrechen!

Das ist wie der Unterschied zwischen dem Messer beim Brotschmieren und dem Messer im Herzen. Beim Brotschmieren hat das Messer die Eigenschaft "Waffe" verloren, nein sorry, die Waffe Messer wurde natürlich vernichtet. Ach entschuldige, Du magst ja keine bildhaften Erklärungen. Nimm es einfach als Bild eines Bildes, als eine Allegorie oder satirische Überzeichnung.

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Eigenschaften von Materie 24 05. 2020 13:03 #69111

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Sorry auf diese Begriffssatire lasse ich mich nicht ein, es ist nicht schön, das Gesagte ins Lächerliche zu ziehen. Es hat etwas mit grundsätzlichem Verständnis zu tun, wenn man die Welt verstehen möchte, wenn man den Dingen, die noch unverstanden sind auf den Grund gehen möchte. Wenn du weiterhin beide Ebenen durcheinander bringst, eine nicht relevante Eigenschaft auf einen nicht relevante Ebene projiziert. ist ein tieferes Verständnis leider nicht möglich. Vielleicht gibt es doch noch ein nicht satirischens Beispiel das meinem Gesagten eher gerecht wird. Eine omnipotente Zelle hat bestimmte Eigenschaften, die wir auch in fast jedem Organismus wiederfinden. Von dieser Eigenschaft der Zelle aber grundsätzlich aber auf einen bekannten Organismus zu schließen, führt ins Leere. Formen- und Artenreichtum ergeben sich vor allem durch die Anordnung von Zellen im Gesamtorganismus. Ebenfalls muß der Organismus nicht immer ein Elefant sein, nur weil er viele Zellen mit gleichen Eigenschaften besitzt und diese Tatsache mit anderen Organismen teilt. Sicher hat auch diese Analogie Grenzen, entscheidend ist ist doch aber , dass dem Zuhörer immer klar sein muß ( bei Vorträgen, Präsentationen, Beträgen und Hypothesen ) von welcher Ebene der Vortragende gerade spricht und wir immer genau überlegen müssen , ob die Erkenntnis auf das Gesamtsystem so einfach zu übertragen ist.

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Eigenschaften von Materie 24 05. 2020 13:56 #69112

Jo52 schrieb: Vielleicht gibt es doch noch ein nicht satirischen Beispiel das meinem Gesagten eher gerecht wird.

Ja das wäre natürlich besser, vielleicht gefällt Dir das Folgende. Ich wollte nur demonstrieren, dass Eigenschaften immer spezifisch sind.

Nimm Wasser und Du kannst es trinken oder Dich ertränken oder im Nebel oder Regen unherwandeln oder darin schwimmen, es zum Waschen benützen, destilliert kann es giftig sein und verunreinigt ebenfalls.
Ein Bergrutsch kann Häuser zertrümmern, ein Meteorit kann ganze Städte zerstören, Steinsplitter können verletzen, Sand ist angenehm zum Spielen oder man kann darauf spazierengehen und aus Gesteinsmehl kann man Heilmittel herstellen oder Porzellan und Tonwaren.

Die Eigenschaften sind immer kontextbezogen und nie fixiert, das hat gar nichts mit Atomismus zu tun und ist in meinen Augen absolut trivial.

Wenn man ein rotes Auto blau anmalt, dann ist das rote Auto auch vernichtet, aber wenn man den Lack abkratzt, kommt die rote Farbe wieder zum Vorschein...naund? Jemand, der noch nie von Farben gehört hat, wird das wohl nicht glauben können, naja....soll man deshalb farbspezifische neue Begriffe für ein Auto erfinden? Enthält ein Auto keine Schrauben, weil diese beim Zusammenbau vernichtet wurden? Dein Haus ist auch kein Haus, weil es ja (rechtlich) Teil des Grundstücks ist.

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Eigenschaften von Materie 24 05. 2020 14:19 #69114

Jo52 schrieb: Lieber Clauss,
nein, lieber Clauss, so richtig hast du noch nicht verstanden, was ich mit dem Beispiel verdeutlichen wollte. Das hat auch nichts mit chemisch oder physikalisch zu tun sondern nur mit der Gleichsetzung der Ebenen. Chlor und Natrium haben eben nicht die Eigenschaften verändert, sie sind vielmehr vernichtet!!!. Man darf diese Eigenschaften nicht 1:1 auf Teilcheneigenschaften herunterbrechen! Auf Teilcheneigenschaften betrachtet sind aber bestimmte Eigenschaften wie z.B. Masse von Natriumatomen erhalten geblieben, die nicht der beobachtbaren Eigenschaften eigen sind, da hast du Recht aber diese spielten scheinbar nur eine untergeordnete Rolle für die Eigenschaften von Chlor oder Kochsalz. Die unterschiedlichen Eigenschaften von Chlor und Kochsalz sind also nicht gleichzusetzen mit den Eigenschaften der Teilchen aus denen sich diese Materie zusammensetzen. Die Eigenschaft der Materie ( ob sichtbar oder nicht) muss also eher mit der Anordnung und Wechselwirkung der Teilchen selbst erklärt werden und nicht mit den Eigenschaften der sich zusammengesetzten Materie, nicht darin, dass man den Teilchen fälschlicherweise Materieeigenschaften zuschreibt. Es geht hier auch überhaupt nicht um Begriffdogmatismus sondern um eine falsche Zuordnung ( und damit Schlussfolgerung) und unzulässiger Übertragung von Eigenschaften und damit um ein völlig falsches Verständnis. Und deshalb ist die Frage sehr berechtigt, wie die Teilchen sich in der DM anordnen und wechselwirken und warum sie sich vielleicht entgegen der bekannten Gesetzmäßigkeiten so verhalten. Da könnte man z.B nach den Verantwortlichen suchen.


In NaCl sind die selben Na-Atome und die selben Cl-Atome wie in metallischem Natrium und Chlorgas, sie sind in keinerlei Weise vernichtet. Die Atomkerne sind komplett unverändert, was man z.B. in Streuexperimenten zeigen kann. Nur ein Elektron ist von einem Atom in ein anders übergegangen, was die chemischen Eigenschaften komplett verändert hat. Durch diesen Elektronenübergang lassen sich die geänderten Eigenschaften von Kochsalz gut aus den Atomkernen und Elektronenhüllen erklären. Daher verstehe ich nicht, warum die Eigenschaften von Kochsalz nicht aus den Teilcheneigenschaften erklärt werden können.

Genauso können wir das Nicht-Verklumpen aller Teilchen erklären, die nicht der elektromagnetischen Wechselwirkung unterliegen.

Mir ist nach wie vor nicht klar, womit Du ein Problem hast.

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Eigenschaften von Materie 24 05. 2020 15:10 #69117

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Ja, zur Hälfte ist deine Aussage ja schon richtig, nicht die Atome/ Atomrümpfe sind bei der Reaktion von Chlor mit Natrium vernichtet, sondern die Matterieart Chlor und Natrium. Im Kochsalz ist weder Chlor noch metallischen Natrium enthalten, sie wurden vernichtet! Daran soll deutlich werden, dass die Eigenschaften sich eben nicht direkt aus den Atomen/Atomrümpfen ableiten lassen, sondern aus der anderen Anordnung und Umgestaltung ( wie von dir auch richtig beschrieben) wenn diese Tatsache ignoriert wird, habe ich allerdings ein Problem, wenn man einfach unreflektiert die Materieeigenschaften auf die Teilcheneigenschaft überträgt. Das ist so nicht zulässig und führt definitiv zu falschen Vorstellungen.

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Eigenschaften von Materie 24 05. 2020 15:15 #69118

Jo52 schrieb: Sicher hat auch diese Analogie Grenzen, entscheidend ist ist doch aber , dass dem Zuhörer immer klar sein muß ( bei Vorträgen, Präsentationen, Beträgen und Hypothesen ) von welcher Ebene der Vortragende gerade spricht und wir immer genau überlegen müssen , ob die Erkenntnis auf das Gesamtsystem so einfach zu übertragen ist.


Es kommt halt auf die Eigenschaften an. Eines deiner Beispiele ist die Masse. Das ist ein schlechtes Beispiel, da die Masse des Gesamtsystems auf die Masse der Elementarteilchen zurückzuführen ist. Auch dein Problem mit der Dunklen Materie ist nicht nachvollziehbar. Nach heutigem Kenntnisstand wechselwirken die Teilchen der DM einfach nicht elektromagnetisch (sofern es denn Teilchen sein sollten). Aus diesem Grund sehen wir sie nicht, und aus diesem Grund bilden sie auch keine größeren Strukturen, sie werden also nicht einmal in deinem Sinne "vernichtet". Ein anderes Beispiel: Der elektromagnetische Wechselwirkung der Elementarteilchen ist es, die Objekte als "fest" erscheinen lässt. Du würdest im Boden versinken, wenn deine Elementarteilchen nicht elektromagnetisch wechselwirken würden. Diese Eigenschaft eines großen Objekts ist also unmittelbar auf seine kleinsten Bausteine zurückzuführen.

Jo52 schrieb: Im Kochsalz ist weder Chlor noch metallischen Natrium enthalten, sie wurden vernichtet!


Nein, wurden sie nicht, Chlor und metallischen Natrium sind eben einfach nicht vorhanden. Die Elementarteilchen sind sowieso immer da.

Jo52 schrieb: Daran soll deutlich werden, dass die Eigenschaften sich eben nicht direkt aus den Atomen/Atomrümpfen ableiten lassen, sondern aus der anderen Anordnung und Umgestaltung ( wie von dir auch richtig beschrieben)


Niemand hat bestritten, dass die Wechselwirkung der Elementarteilchen dabei eine Rolle spielt, das schreiben wir doch die ganze Zeit.

Jo52 schrieb: wenn man einfach unreflektiert die Materieeigenschaften auf die Teilcheneigenschaft überträgt. Das ist so nicht zulässig und führt definitiv zu falschen Vorstellungen.


Darum tuen wir das ja nur durch und durch reflektiert. Wenn man einfach unreflektiert den Teilchen Eigenschaften abspricht (z.B. die Masse), dann ist das so nicht zulässig und führt definitiv zu falschen Vorstellungen.

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Eigenschaften von Materie 24 05. 2020 15:45 #69121

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Wieder falsch verstanden. Es wird den Teilchen ja überhaupt keine Eigenschaften abgesprochen, nur müssen es nicht die gleichen sein, wie die der sichtbaren Materie. Masse ist sicher die einzige Eigenschaft, die 1:1 in beiden Ebenen gilt und sich nicht ( bei Beachtung des Energieequivalents) verändert. Andere Eigenschaften gelten nicht automatisch in beiden Ebenen. Über die Atomeigenschaften direkt auf die Materieeigenschaften zu schließen führt zu unzulässigen Trugschlüssen.

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Eigenschaften von Materie 24 05. 2020 16:28 #69122

Jo52 schrieb: Wieder falsch verstanden.

Erinnert mich an den abgestandenen Witz vom Geisterfahrer.

Jo52 schrieb: Masse ist sicher die einzige Eigenschaft, die 1:1 in beiden Ebenen gilt und sich nicht [ ... ] verändert.

Du spricht häufig von Ebenen, öfters auch vom (Dis)Kontinuum. Definiere doch mal, was Du unter den Ebenen verstanden haben möchtest.

Jo52 schrieb: Andere Eigenschaften gelten nicht automatisch in beiden Ebenen.

Eigenschaften sind elementar. Reines Natrium reagiert heftig mit Flüssigkeiten, z.B. mit Wasser. Diese Fähigkeit behält das Natrium grundsätzlich auch im Natriumchlorid, sie kommt dort allerdings nicht zum Tragen. Trennt man das NaCl wieder auf, kommt die Eigenschaft des Na wieder zum Tragen. Niemand muss das Na neu anlernen.

Mit Ausnahme des Wasserstoffs bestehen Atomkerne mindestens aus zwei oder mehr Protonen. Elektrisch geladene positive Protonen stoßen sich gegenseitig ab, trotzdem bleiben sie im Atomkern zusammen. Verantwortlich dafür ist die starke Kernkraft oder auch starke Wechselwirkung. Ob ein einzelnes Natriumatom nun isoliert vorkommt oder gemeinsam mit anderen Natriumatomen, Chlor, Carbonat, in einer Kochsalzlösung oder wo auch immer, diese Eigenschaft bleibt.

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Eigenschaften von Materie 24 05. 2020 17:29 #69123

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Dazu ist zunächst zu verstehen, dass Materie mit ihren Eigenschaften vernichtet werden kann und sich aus den erhalten gebliebenen Elementarteilchen in anderer Anordnung eine neue Materie mit neuen Eigenschaften bildet. WENIGER und DIERKS (IPN Kiel) beklagen in vielen ihrer Skripte, dass sich die Fachwelt leider oft gar keine Gedanken über den gerade benutzten Sinn macht. Weniger beschreibt wichtige fachdidaktische Positionen für das Verständnis der Naturwissenschaft. Dabei legt er besonders großen Wert auf die richtige Diskontinuumsbetrachtung ( Welt der Teilchen und deren Eigenschaften) bei der Deutung der Phänomene in der als kontinuierlich erlebten Welt. Dafür sei eine Trennung dieser Ebenen ernsthaft und konsequent zu vermitteln. Nur in Anbindung an diese Vorstellungen kann seiner Ansicht nach (wie auch von DIERKS) ein auf Verstehen der Naturwissenschaft gegründetes dauerhaftes Wissen um fachwissenschaftliche Erklärungen erreicht werden.

Es muss deutlich werden - so führt WEINIGER weiter aus- dass der Erhalt der Teilchen bei chemischen Reaktionen nicht im Kontinuum der Stoffe zu verstehen ist. Nur so können wir begreifen, warum sich die Elemente aus einer Verbindung zurückgewinnen lassen, ihre Eigenschaften der Verbindung aber gar nicht angehören.
er gibt hier mehrere Beispiele:
" So ist z.B. nicht zu verstehen, warum Kupferoxid schwarz ist, da doch das in ihm ´ enthaltene´ Kupfer rot ist und der in ihm´ enthaltene´Sauerstoff farblos ist.

Und nun kommt die hier wichtige Aussage, die zu falschen Vorstellungen führen muß:

" Die Aussage, dass die Stoffe bei einer Reaktion ihre Eigenschaften ändern, ist eine nicht falsifizierbare Aussage und führt daher in der empirischen Wisschenschaft nicht weiter ! Außerdem ist die Annahme, dass ein Stoff seine Eigenschaften ändert und dabei doch als der jeweilige Stoff erhalten bleibt, nicht halbar.

Die Eigenschaft der Materie ergibt sich erst aus der Anordnung, Zusammensetzung und Wechselwirkung der Teilchen. So haben eben die einzelnen Teilchen bestimmte Materieeingenschaften gar nicht (z.B. gasförmig, fest oder flüssig)
Stoffe und Stoffportionen verhalten sich eben ganz anders als die Teilchen aus denen sie aufgebaut sind.

Vielleicht hier noch der Versuch einer weiteren Analogie - auch wieder nicht 100% stimmig - wie oft bei Analogien - aber sehr anschaulich - :
Mit Legosteinen lassn sich unendlich viele Formen und Gegenstände bauen (Häuser, Tiere, Fahrzeuge), zerlegt man ein Haus in seine Einzelteile, so bleiben die Bausteine erhalten, auch wenn wir das Haus damit vernichtet haben und wir können einen neuen Gegenstand daraus bauen.

Zu WENIGER und DIERKS: WENIGER war Dozent und DIERKS Professor am Institut der Pädagogik der Naturwissenschaften in Kiel. Sie haben viele Anhänger und Weggefährten. Es ist schon ein Ding, wenn mir hier ein verschrobenes Weltbild angedichtet wird. Dann bin ich hier tatsächlich nicht richtig. Es ist ja ein naturwissenschaftliches Forum, da muß man solche Gedanken - auch, wenn ihr dafür bisher keinen Zugang hattet - auch einmal zulassen und darüber nachsinnen.
Für meinen Unterricht waren die Aufsätze wegweisend und haben vielen Schülern von mir geholften, die Naturwissenschaft besser zu verstehen.

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Eigenschaften von Materie 24 05. 2020 18:28 #69126

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@ Jo52

Mir fällt auf, dass Du ursprünglich nur von Materie geschrieben hast (auch wenn Du eigentlich mitunter hättest Stoff, Material, chemische Verbindung o.ä. schreiben sollen/müssen). Mittlerweile hast Du den Begriff 'Stoff' immerhin hinzugeholt, wirfst aber beide Begriffe (Materie einerseits & Stoff andererseits) hoffnungslos durcheinander, d.h. Du verwendest sie mehr oder weniger synonym.
Irgendwie scheinst Du mir an jener Stelle im Chemieunterricht, an der man den Plagen ;-) den Unterschied zwischen Gemisch und Verbindung beibringen muss ... nachhaltig verunglückt.

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Eigenschaften von Materie 24 05. 2020 19:47 #69127

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In der Chemie verwenden wir im Anfängerunterricht ja in der Regel zunächst nur den Stoffbegriff. Im problemorientierten Unterricht wird spätestens bei der Deutung der chemischen Reaktion gerade nach dem Vorbild von Weniger und DIERKS für keinen Schüler Unklarheiten bezüglich der Unterschiede von Gemisch und Verbindung bleiben. Der Begriff Materie ist ein erweiterter Stoffbegriff, kein Synonym. Er ist umfassender und kann einzelne Elemente, Verbindungen oder eine Vielzahl davon enthalten. Für den Materiebergriff gilt aber natürlich genau wie für den einzelnen Stoff die Tatsache, dass er aus der kontinuierlichen Erfahrungswelt kommt.

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Eigenschaften von Materie 24 05. 2020 21:23 #69128

Jo52 schrieb: Für den Materiebergriff gilt aber natürlich genau wie für den einzelnen Stoff die Tatsache, dass er aus der kontinuierlichen Erfahrungswelt kommt.


Nimm doch mal die Brille des Chemikers ab und sieh durch die Brille des Physikers. Und denke über dein Bild von Physik und - sofern du deren Abgrenzung kennst - über die klassische Physik hinaus, darüber ist die moderne Teilchenphysik deutlich hinausgewachsen (auch wenn die klassischen Konzepte in vielen Bereichen natürlich weiterhin anwendbar bleiben).

Ich vermute, als Chemiker schwebt dir diese Definition vor:

wiki: Makroskopische Materie: Eine „Sorte“ von Materie, die durch ihre Zusammensetzung und ihre Eigenschaften charakterisiert ist, wird Stoff genannt.

Materie hat im Gegensatz zu vielen anderen Fachbegriffen keine scharf abgegrenzte Definition in der Physik, genauso wie Energie. Allerdings wird er trotzdem recht einheitlich genutzt und es gilt immer, dass:

wiki: Materie stets aus diskreten Materieteilchen aufgebaut [ist], die die mikroskopische Struktur der Materie bilden.

Wobei für die Materieteilchen gilt:

wiki: Nimmt man andererseits gerade die Stabilität der Materie zum Ausgangspunkt, so wählt man die zur Materie zu zählenden Teilchenarten danach aus, dass für die Teilchenzahl ein Erhaltungssatz gilt. Dann können nur Quarks und Leptonen als die elementaren Materieteilchen gelten

Es geht teilweise sogar weiter:

wiki: Daher gibt es bei manchen quantenphysikalischen Objekten unterschiedliche Ansichten darüber, ob sie zur Materie gezählt werden sollen oder nicht. Definiert man die Grenze z. B. durch das Kriterium einer nichtverschwindenden Masse, dann zählen auch Teilchen wie die W- und Z-Bosonen zur Materie. Sie nehmen aber keinen bestimmten Raum ein und stehen auch deutlich im Widerspruch zu der Vorstellung, dass Materie etwas Dauerhaftes sei.

The truth is often what we make of it; you heard what you wanted to hear, believed what you wanted to believe.

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Eigenschaften von Materie 24 05. 2020 23:38 #69130

Vielleicht hilft diese Bemerkung:

Materie ist auskondesierte Energie.

Energie kann sich in Materieformen umwandeln, wenn sie in richtigen Portionen vorliegt.

Das Higgsfeld schreibt doch vor, was entstehen darf und was nicht.

Thomas

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Eigenschaften von Materie 25 05. 2020 07:22 #69134

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Die Kontinuumsvostellung, dass Materie etwas Dauerhaftes ist, scheitert natürlich an den Beobachtungen. Ständig wird Materie vernichtet und neu zusammengesetzt. Unter dem Gravitationsdruck entstehen überall in den Sternen neue Elemente. Die Vielfalt der Materiezusammensetzung läßt sich in der erfahrbar sichtbaren Welt überall beobachten und nachvollziehen. Das Extrem finden wir im " schwarzen Loch", alles indirekt beobachtbar. Hier entsteht auch keine " neue Materie", die wir sehen könnten.
Ich habe überhaupt keine Probleme mit einer Beschreibung der Phänomene auf Teilchen-/Feld-/Energieebene. Das Gegenteil ist der Fall. Die Schlußfolgerung auf die sichtbare Beobachtunswelt macht diese Welt aber erst verständlich. Vielleicht haben einige Physiker diesen Blick, dieses "Warum" aus den Augen verloren. Die Frage "warum" und "ob"sich die vorgefundenen Messergebnisse für einzelne Teilchen/Felder auf die große Anzahl im Verbund anwenden läßt, mit der sich auch die Beobachtunswelt beschreiben läßt, ist für meine Vorstellung entscheidend. Wenn ja, benötige ich eine Begründung, wenn nein, muß untersucht werden, welchen Einfluß die Anordnung der vielen Teilchen/ Felder auf das ganze beobachtbare System hat. ( einzelne Systeme verhalten sich anders als Billionen solcher Systeme). Es reicht also für mich überhaupt nicht ein hypothetischen Teilchen für die DM gefunden zu haben, entscheidend ist doch, wie es sich im Verbund verhält. Welchen Abstand und welche Anordnung haben diese Teilchen/ Felder ? Ohne diese Aussagen sind für viele die Modelle und mathematischen Berechnungen nicht nachvollziehbar und für die beobachtbare Welt unbrauchbar.

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Eigenschaften von Materie 25 05. 2020 10:00 #69136

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Jo52 schrieb: Ständig wird Materie vernichtet und neu zusammengesetzt.

Und um es im Bild des von Dir selbst angeführten Vergleichs auszudrücken: Ständig werden Legosteinchen vernichtet und neu zusammengesetzt?!?

Auch wenn es gar nicht so einfach ist, eine Definition des Begriffs 'Materie' aus dem Handgelenk zu schütteln ... dass Du mit Deiner Vorstellung von diesem Begriff völlig (und zwar so was von ;-)) daneben liegst, halte ich allerdings für offensichtlich und für des Pudels Kern dieses ganzen Threads..

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Eigenschaften von Materie 25 05. 2020 10:57 #69138

Jo52 schrieb: Die Kontinuumsvostellung, dass Materie etwas Dauerhaftes ist, scheitert natürlich an den Beobachtungen.

Kontinuum oder Pointilismus ist ein generelles Phänomen:

Quarks (zB u) bilden Baryonen und Mesonen
Baryonen (zB p) bilden Atomkerne
Atomkerne (zB α) bilden Atome
Atome (zB Na) bilden Moleküle
Moleküle (zB H²O) bilden Objekte
Objekte (zB Membran) bilden andere Objekte
Objekte (zB Zelle) bilden andere Objekte
Objekte (zB Blatt) bilden andere Objekte
Objekte (zB Baum) bilden andere Objekte
Objekte (zB Wald) bilden andere Objekte
Objekte (zB Kontinent) bilden andere Objekte
Objekte (zB Erdkugel) bilden andere Objekte
Objekte (zB Sonnensystem) bilden andere Objekte
...
Alles (zB Universum) wird aus derartigen Objekten oder Elementen zusammengesetzt, außer den Elementarteilchen, bis diese womöglich weiter geteilt werden können.

Kein Mensch käme auf die Idee, das Universum müßte deshalb wie Quark aussehen, oder jedes Quark müßte alle Eigenschaften des Universums haben. Wenn ich Dir aber sage, dass ich ein Quamm besitze, das übrigens aus 19 Qimmi zusammengesetzt ist, würdest Du natürlich zunächst naiv annehmen, dass Qimmi und Quamm in einem oder anderem Aspekt ähnlich aussehen. Willst Du Deinen Schülern solches naheliegendes Schlussfolgern verbieten?

Mehr Wissen verfeinert auch die Schlussfolgerungen.

Das ist wie bei der Wahrscheinlichkeit. Wie hoch ist die Wahrschenlichkeit (Erwartung), dass ich eine 6 würfle? Mein Würfel hat aber 5 Seitenflächen. Und vor allem, sind zwei seiner Seiten mit 6 beschriftet, aber der Würfel wurde unter den Sechsen beschwert, ihre Flächen sind vergrößert und sind leicht klebrig ... erste Schlussfolgerungen können sich immer als falsch herausstellen, soll man deshalb Schlussfolgerungen (Erwartungen) verbieten? Ich habe nämlich noch gar nicht alle Eigenschaften meines Würfels geschildert, die meisten kenne ich selber nicht, erst das Experiment wird die wahren Verhältnisse enthüllen, aber auch nur mit einer Unsicherheit und statistisch kann einmal auch etwas ganz anderes passieren, hoffentlich nicht gerade, wenn ich die Experimentserie durchführe.

Die Lehre ist, dass Fehlerabschätzungen und Standardabweichung (oder implizite Standards) zu jedem Messergebnis hinzugehören. Eine Messung ohne Fehlerbalken (bzw Rundung) ist wertlos. Erwartungen, die auf Schlussfolgerungen beruhen, sind hingegen immer wertvoll, sie sind sogar die Grundlage jeder Wissenschaft und Triebfeder jeder Forschung. Wir wollen gerne wissen, ob unsere Erwartungen tatsächlich zutreffen, welche Farbe Atomkerne haben etc. Wenn wir nach Bohr das Uranatom modelliert haben, wollen wir gerne wissen, wie weit die Realität davon abweicht, ob das Modell auch hierfür innerhalb bestimmter Fehlerbreiten anwendbar bleibt etc. Auch Galileis vΣ=v1+v2 bleibt weit über den Alltag hinaus anwendbar, Einsteins SRT wird nur im relativistischen Regime oder bei hohen Anforderungen an die Genauigkeit benötigt. Verbietest Du Deinen Schülern, die Geschwindigkeit von Schaffner und Eisenbahn zu addieren?

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Eigenschaften von Materie 25 05. 2020 15:08 #69140

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Du schreibst sehr richtig, dass kein Mensch auf die Idee kommt, dass das Universum wie Quark aussieht. Du schreibst weiter sehr richtig, dass man von den Eigenschaften der Quarks nicht direkt auf das Universum schließen kann., sehr gut. Fazit: Die Teilchen/Feldebene bleibt ein black Box. Ich will und muß gar nicht wissen, wie und ob sie "aussieht" ( das wäre eher eine philosophische Frage) Das Bild entsteht doch erst aus dem Ganzen! Wichtig ist für mich, dass die Modelle tragfähig sind, die Kontinuumsbeobachtungen zu erklären.

Ich kann natürlich auch verstehen wenn der Anspruch dafür zu hoch ist. Wenn man zunächst eher Grundlagenforschung auf Teilchenebene betreibt, weil zu viele Fragen offen sind und weil man den Bezug zunächst gar nicht sucht. Auch diese Vorgehensweise wäre für mich durchaus zunächst akzeptabel.
Mich stört der Mischmasch, wenn man unreflektiert die sichtbaren Bilder mit ins Diskontinuum nimmt, wenn ein sichtbares Modell herhalten muß für die Dinge für die solche Modelle absurd sind. Die für uns nicht sichtbaren Phänomene der Teilchenebene sind Messergebnisse keine Bilder, sie müssen aber letztlich ein tragfähiges Modell für die sichtbare Kontinuumswelt schaffen.

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Eigenschaften von Materie 25 05. 2020 17:20 #69143

Jo52 schrieb: Die Kontinuumsvostellung, dass Materie etwas Dauerhaftes ist, scheitert natürlich an den Beobachtungen. Ständig wird Materie vernichtet und neu zusammengesetzt. Unter dem Gravitationsdruck entstehen überall in den Sternen neue Elemente. Die Vielfalt der Materiezusammensetzung läßt sich in der erfahrbar sichtbaren Welt überall beobachten und nachvollziehen.


Hier stellt sich die Frage, was der Begriff Materie bedeutet. Ich zitiere mal wikipedia an 2 Stellen:

de.wikipedia.org/wiki/Materie

Materie (über mittelhochdeutsch matërje von lateinisch materia = Stoff, Thema, Ursache, Substanz; ursprünglich materies = Holz, Stämme, Bauholz; verwandt mit lateinisch mater, ‚Mutter‘, und matrix) ist eine Bezeichnung für die Substanz, aus der alle Dinge der Welt bestehen, unabhängig von ihrer Erscheinungsform.


de.wikipedia.org/wiki/Materie_(Physik)

Materie (von lateinisch materia, Stoff) ist in den Naturwissenschaften eine Sammelbezeichnung für alles, woraus physikalische Körper aufgebaut sein können, also chemische Stoffe bzw. Materialien, sowie deren Bausteine.


Nach diesen Definitionen erscheint mir der Begriff Materie unscharf definiert zu sein. Für mich ist es daher eine reine Definitionsfrage, ob Materie vernichtet und neu gebildet wird, wenn Natrium und Chlor zu Kochsalz reagieren oder wenn Wasserstoffatome zu Helium verschmelzen. Nach den wikipedia Definitionen würde ich in diesen Fällen eher nicht von Vernichtung sprechen.

Die Vorgänge selbst sind für mich jeweils unstrittig, daher ist in meinen Augen die Begriffsdiskussion hier müßig.


Jo52 schrieb: Ich habe überhaupt keine Probleme mit einer Beschreibung der Phänomene auf Teilchen-/Feld-/Energieebene. Das Gegenteil ist der Fall. Die Schlußfolgerung auf die sichtbare Beobachtunswelt macht diese Welt aber erst verständlich. Vielleicht haben einige Physiker diesen Blick, dieses "Warum" aus den Augen verloren. Die Frage "warum" und "ob"sich die vorgefundenen Messergebnisse für einzelne Teilchen/Felder auf die große Anzahl im Verbund anwenden läßt, mit der sich auch die Beobachtunswelt beschreiben läßt, ist für meine Vorstellung entscheidend. Wenn ja, benötige ich eine Begründung, wenn nein, muß untersucht werden, welchen Einfluß die Anordnung der vielen Teilchen/ Felder auf das ganze beobachtbare System hat. ( einzelne Systeme verhalten sich anders als Billionen solcher Systeme).


Ich denke, die Festkörperphysik untersucht genau dieses. Wir haben denke ich inzwischen eine gute Vorstellung, wie z.B. ein Metall aufgebaut ist, wie sich die Elekronen darin verhalten, wie die Magnetfelder darin verteilt sind, usw.

Jo52 schrieb: Es reicht also für mich überhaupt nicht ein hypothetischen Teilchen für die DM gefunden zu haben, entscheidend ist doch, wie es sich im Verbund verhält. Welchen Abstand und welche Anordnung haben diese Teilchen/ Felder ? Ohne diese Aussagen sind für viele die Modelle und mathematischen Berechnungen nicht nachvollziehbar und für die beobachtbare Welt unbrauchbar.


Alle Teilchen, die in unserer Welt im Verbund vorliegen, unterliegen der elektromagnetischen Wechselwirkung. Teilchen wie Neutrinos, die nicht der elektromagnetischen Wechselwirkung unterliegen, liegen nicht im Verbund vor. DM-Teilchen tun das auch nicht und liegen daher nicht im Verbund vor.

Wo sich die DM-Teilchen im Universum aufhalten, kann man aufgrund ihrer Gravitationswechselwirkung ermitteln. Entsprechende Verteilungen werden ermittelt. Nach den uns bekannten physikalischen Gesetzen bewegen sie sich auf Keplerbahnen in den Gravitationsfeldern.

Man kann am DM-Konzept sinnvoll kritisieren, dass man bislang noch keine entsprechenden Teilchen gefunden hat. Wie sich diese Teilchen verhalten, kann man aber mit den bekannten Wechselwirkungen konsistent beschreiben.

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Eigenschaften von Materie 30 05. 2020 19:30 #69421

Auch hier mein Post aus dem Parallelthread:

Materie ist in der Physik wenn überhaupt, dann eine Größe mit der Einheit Stückzahl. Materie ist gequantelt. Die kleinste Einheit ist ein Stück. Die Stücke mögen unterschiedlich viel Masse besitzen, diese Frage ist nur empirisch durch Messung zu beantworten.

Wir nennen die Stücke "Materie", die eine Ruhemasse besitzen. Damit sollte die Frage endgültig geklärt sein, bitte.

Ergänzung:
Man könnte auch daran denken, dass es auf die Fermioneneigenschaft ankommt. Diese unterliegen dem Pauli-Prinzip und der Fermi-Dirac-Statistik. Ich halte aber die Ruhemasse für wesentlicher, aber insoweit kann das gerne diskutiert werden.

Nachtrag:
Wenn ich es Recht überlege, ist es doch das zweite Prinzip, jedenfalls werden bei wiki auch die Leptonen (Neutrinos) als Materie (Fermionen) aufgeführt und die Bosonen einschließlich des Z, W und Higgs, die alle drei große Masse besitzen, nicht als Materie sondern als Wechselwirkung (Bosonen).

Mir war gar nicht bewusst, dass Neutrinos dem Pauliprinzip folgen.

Achja, hier steht es ja in wiki ausdrücklich:
wiki:
In seiner engsten Bedeutung umfasst der Materiebegriff heute alle Elementarteilchen mit Spin ½, also Quarks und Leptonen, sowie alle daraus aufgebauten Objekte wie Atome, Moleküle, feste, flüssige und gasförmige Materie usw. bis hin zu Sternen und Galaxien.

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Eigenschaften von Materie 31 05. 2020 13:05 #69472

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Frage:
…und wie genau erhält das Proton seinen Spin?

How did the proton get its spin?


phys.org/news/2017-03-proton.html

“…and isn't faith believing all power can't be seen”
Folgende Benutzer bedankten sich: ra-raisch

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“…and isn't faith believing all power can't be seen”

Eigenschaften von Materie 31 05. 2020 13:23 #69473

Der Spin der Einzelteile addiert sich, ganz einfach. Und soweit ich weiß, kann man Protonen unterscheiden, bei denen die beiden u-Quarks gleichen Spin besitzen und das d-Quark entgegengesetzt, gegenüber Protonen mit unterschiedlichem Spin der beiden u-Quarks. Von Protonen mit Spin 1,5 ist mir hingegen nichts bekannt, das wird wohl energetisch zu ungünstig sein.

Zwar besitzen die Gluonen Spin 1, doch müssen diese immer paarweise mit entgegengesetztem Spin auftreten.

Solange die Experimente nicht interpretiert werden können, sind sie wohl nicht geeignet, diese Rechnung zu widerlegen. Immerhin ist der Anteil im Laufe der Experimente von "fast nichts" auf 25-30% bzw bereits auf "über 50%" angestiegen.
The initial experiment at the European Organization for Nuclear Research (CERN) suggested quark spins contributed almost nothing to the proton spin. Since then, more precise experiments have raised the quark spin contribution to 25 to 30 percent.

en.wiki: en.wikipedia.org/wiki/Proton_spin_crisis
A 2008 work shows that more than half of the spin of the proton comes from the spin of its quarks, and that the missing spin is produced by the quarks' orbital angular momentum.

Aber angeblich sollen nun auch die Gluonen dazu beitragen
Recent Monte Carlo calculation shows that 50% of the proton spin come from gluon polarization.[9] 2016 results from the RHIC indicate that gluons may carry even more of protons' spin than quarks do

Letztlich ist das alles auf die Quarks (einschließlich Gluonen) zurückzuführen und daher genügt wohl das ursprüngliche Additionstheorem nach wie vor ungetrübt. Wenn man überlegt, wie der Hammer auf den Kopf trifft, kann man auch die Bewegung jedes einzelnen Atoms verfolgen, die inneren Vorgänge werden nichts am einfachen Bild ändern.
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Eigenschaften von Materie 31 05. 2020 16:14 #69485

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Für ein fundamentales Verständnis der starken Wechselwirkung (starker Kernkraft) und den Spin eines Protons sind die genauen Prozesse innerhalb eines Protons [Spin UND Orbital Angular Momentum der Quarks und Gluonen] von extremer Bedeutung.

“A proton's spin is one of its most basic properties…

Protons always have "spin". The direction and strength of a proton's spin determines its magnetic and electrical properties…

There's one major source that researchers haven't yet explored: orbital angular momentum.
Orbital angular momentum comes from the movement of the quarks and gluons relative to each other. While theorists have developed simulations that model this contribution, scientists haven't had the equipment to test them.

That will change with the opening of a major upgrade to CEBAF. Doubling the accelerator's energy and providing better resolution will allow scientists to study orbital angular momentum.”

Quelle: phys.org/news/2017-03-proton.html

„Der Spin eines Protons ist eine seiner grundlegendsten Eigenschaften…

Protonen haben immer "Spin". Die Richtung und Stärke des Spin eines Protons bestimmt seine magnetischen und elektrischen Eigenschaften…

Es gibt eine wichtige Quelle, die Experimental-Wissenschaftler noch nicht erforscht haben: den Bahndrehimpuls der Quarks und Gluonen.
Der Bahndrehimpuls ergibt sich aus der Bewegung der Quarks und Gluonen relativ zueinander. Während Theoretiker Simulationen entwickelt haben, die diesen Beitrag modellieren, hatten Experimental-Wissenschaftler bisher nicht die Ausrüstung, um diese Simulationen zu überprüfen.

Dies wird sich nach einer bedeutsamen Aufrüstung des CEBAF ändern. Durch die Verdoppelung der Energie des Beschleunigers und die Bereitstellung einer besseren Auflösung können Experimental-Wissenschaftler den Bahndrehimpuls [der sich aus der Bewegung der Quarks und Gluonen relativ zueinander ergibt] untersuchen.“

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