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bronkowitz
Anmeldungsdatum: 15.09.2019
Beiträge: 40
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 bronkowitz Verfasst am: 15. Sep 2019 10:11 Titel: Können Elektronen einen Körper verlassen? |
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Hallo,
ich habe ein Verständnisproblem zum Thema Ladung. Ich versuche mir vorzustellen, was in einem geladenen Körper passiert und bin dabei auf verschiedene Aussagen gestoßen:
Feynman, Vorlesungen Physik, Bd.2: „die Elektronen können sich frei IN der Materie bewegen, aber sie können die Materie nicht verlassen“
Er schreibt weiter, dass die Elektronen eines geladenen Leiters auf der Oberfläche sitzen.
Dann müssten doch entsprechend positiv geladene Atome zurückbleiben, oder? Von deren Feldwirkung ist aber irgendwie nie die Rede wenn die E-Felder berechnet werden
Hagmann, Grundlagen der Elektrotechnik, Kap. 3.1 (sinngemäß) „ist die Anzahl der Protonen verschieden von der Anzahl der Elektronen, spricht man von einem geladenen Körper“
Das bedeutet doch, daß Elektronen den Körper verlassen können müssen?
Außerdem auch hier: https://www.grund-wissen.de/physik/elektrizitaet-und-magnetismus/ladung.html
„Unter bestimmten Bedingungen können Elektronen von einem Körper abgetrennt und von einem anderen Körper zusätzlich aufgenommen werden. Durch derartige Vorgänge werden Körper elektrisch geladen.“
Oder können nur bei Leitern die Elektronen den Körper nicht verlassen? Aber dann bleibt immer noch die Frage nach der Wirkung der "übrigbleibenden" Protonen
Danke schonmal und VG |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18054
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| TomS Verfasst am: 15. Sep 2019 10:31 Titel: |
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Unter dem Einfluss elektrischer Felder können Elektronen im Festkörper verschoben werden.
Z.B. werden bei Anlegen einer elektrischen Spannung an einen Kondensator die Elektronen zu einer Platte hin verschoben, es resultiert ein Überschuss negativer / positiver Ladung auf dieser / auf der anderen Platte, und somit ein elektrisches Feld zwischen den Platten.
Natürlich können Elektronen Materie auch verlassen - photoelektrischer Effekt, Browns he Röhre ...
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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bronkowitz
Anmeldungsdatum: 15.09.2019
Beiträge: 40
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| bronkowitz Verfasst am: 15. Sep 2019 11:25 Titel: |
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ok, danke für deine Antwort!
verstehe zwar nicht, wie Feynman das dann meinte, aber inzwischen habe ich an vielen Stellen das Gegenteil gelesen |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18054
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| TomS Verfasst am: 15. Sep 2019 12:14 Titel: |
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Feynman schreibt das sicher in einem bestimmten Kontext.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 15. Sep 2019 12:50 Titel: Re: können Elektronen einen Körper verlassen? |
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| bronkowitz hat Folgendes geschrieben: | | Feynman, Vorlesungen Physik, Bd.2: „die Elektronen können sich frei IN der Materie bewegen, aber sie können die Materie nicht verlassen“ |
Wie TomS gehe ich davon aus, dass diese Aussage auf bestimmte Voraussetzungen geschränkt ist. Natürlich können Elektronen die Materie auch verlassen wenn die elektrische Feldstärke groß genug wird.
| bronkowitz hat Folgendes geschrieben: | | Er schreibt weiter, dass die Elektronen eines geladenen Leiters auf der Oberfläche sitzen. |
Auch hier ist nicht klar, wovon konkret die Rede ist. Möglicherweise geht es um den Skin-Effekt. Bei hochfrequentem Wechselstrom wird der Stromfluss in die peripheren Bereiche des Leiters verdrängt. Aber auch da befinden sich nicht alle Elektronen an der Oberfläche - nicht einmal alle frei beweglichen - sondern nur die, die am Stromfluss beteiligt sind (bzw. umgekehrt: Die Elektronen an der Oberfläche beteiligen sich bevorzugt am Stromfluss).
| bronkowitz hat Folgendes geschrieben: | | Dann müssten doch entsprechend positiv geladene Atome zurückbleiben, oder? Von deren Feldwirkung ist aber irgendwie nie die Rede wenn die E-Felder berechnet werden |
Wenn Ladungen in einem Körper verschoben werden, dann gibt es tatsächlich Bereiche, in denen es durchschnittlich mehr positive als negative Ladungsträger gibt. Dass von denen selten die Rede ist, liegt daran, dass die Art der Ladungsträger für das E-Feld keine Rolle spielt. Nur die Ladung selbst ist entscheidend. |
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bronkowitz
Anmeldungsdatum: 15.09.2019
Beiträge: 40
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| bronkowitz Verfasst am: 15. Sep 2019 15:38 Titel: |
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Hallo DrStupid,
was den Zusammenhang angeht: Es handelt sich um die Elektrostatik und um einen elektrischen Leiter. Skineffekt o.Ä. wird da noch lange nicht behandelt.
Feynman schreibt weiter unten "Wo sind die Ladungen? Die Antwort ist, dass sie auf der Oberfläche des Leiters sitzen, wo es starke Kräfte gibt, die sie zurückhalten ... Wenn wir die Festkörperphysik diskutieren, werden wir feststellen, dass die überschüssige Ladung jedes Leiters im Mittel in einer oder zwei atomaren Schichten an der Oberfläche sitzt."
Mir ging es auch nicht um das Innere (das ist beim Leiter ja feldstärkefrei) sondern um das "...können die Fläche nicht verlassen" |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3398
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| ML Verfasst am: 15. Sep 2019 15:55 Titel: Re: können Elektronen einen Körper verlassen? |
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Hallo DrStupid,
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
Auch hier ist nicht klar, wovon konkret die Rede ist. Möglicherweise geht es um den Skin-Effekt. Bei hochfrequentem Wechselstrom wird der Stromfluss in die peripheren Bereiche des Leiters verdrängt.
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meine Antwort trägt zwar nicht zur ursprünglichen Fragestellung bei, dennoch möchte ich beim Begriff der "Stromverdrängung" einhaken.
Der Begriff der Stromverdrängung wird zwar häufig benutzt, er zeichnet aber m. E. ein schiefes Bild der physikalischen Vorgänge.
Der Strom wird m. E. nicht verdrängt, sondern das zugehörige E-Feld wird gar nicht erst in den Leiter hineingelassen. Konsquenterweise haben die zugehörigen Differentialgleichungen auch die Form von Diffusionsgleichungen.
Viele Grüße
Michael |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 15. Sep 2019 18:16 Titel: Re: können Elektronen einen Körper verlassen? |
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| ML hat Folgendes geschrieben: | | Der Strom wird m. E. nicht verdrängt, sondern das zugehörige E-Feld wird gar nicht erst in den Leiter hineingelassen. |
Da es ohne das Feld keinen Strom gibt, läuft das auf dasselbe raus. Ob man das nun Verdrängung nennt oder lieber nicht, ist eher ein semantisches Problem. |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3398
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| ML Verfasst am: 15. Sep 2019 18:35 Titel: Re: können Elektronen einen Körper verlassen? |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | ML hat Folgendes geschrieben: | | Der Strom wird m. E. nicht verdrängt, sondern das zugehörige E-Feld wird gar nicht erst in den Leiter hineingelassen. |
Da es ohne das Feld keinen Strom gibt, läuft das auf dasselbe raus. Ob man das nun Verdrängung nennt oder lieber nicht, ist eher ein semantisches Problem. |
Der semantische Teil ist der kleinere Anteil des Problems.
Bei den meisten Beschreibungen der "Stromverdrängung" handelt es sich um ein Nicht-Verständnis der Vorgänge. Als Grund für die Stromverdrängung werden dann immer irgendwelche Induktionskringel à la
https://de.wikipedia.org/wiki/Skin-Effekt#/media/Datei:Skineffect_reason.svg
angegeben, was Unsinn ist. |
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