Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:36 • sest 21:19 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 16:44 • Sest 05:50 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 04:37 • Síðdegis: 17:05 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 10:57 • Síðdegis: 23:09 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: fræðileg

Hvernig breytist hegðun frumeindar eða rafeindar ef umhverfi hennar er tómarúm?

Þorsteinn Vilhjálmsson

Við gerum stundum greinarmun á því sem við köllum stórsætt (macroscopic) annars vegar og smásætt (microscopic) hins vegar. Við köllum þá hluti stórsæja sem eru nógu stórir til þess að við sjáum þá með berum augum en hina köllum við smásæja. Suma slíka hluti getum við séð í einhvers konar smásjám en aðrar efniseindir eru svo smáar að jafnvel bestu smásjár duga ekki til.

Í heimi hins smásæja er ekki alltaf víst að hugmyndir stórsæja heimsins eigi við. Hugtakið tómarúm (vacuum) er upprunnið í heimi hins stórsæja. Við tölum um tómarúm þegar ekkert eða afar lítið efni er á einhverju tilteknu svæði. Hins vegar notum við ekki þetta hugtak í stórsæjum skilningi um svæði þar sem efni er, jafnvel þó að einungis sé um þunnt gas að ræða.

Ef við skoðum gasið hins vegar á kvarða hins smásæja komumst við að því að það er samsett úr efniseindum sem við köllum sameindir (molecules) eða frumeindir (atoms) eftir atvikum, en þessar efniseindir fylla samt aðeins lítinn hluta rúmsins sem gasið er í. Allt hitt er í rauninni tómarúm í smásæjum skilningi.

Og ef við skyggnumst inn í frumeindirnar tekur ekki betra við. Atómið er samsett úr atómkjarna og rafeindum og milli þeirra er órafjarlægð í samanburði við stærð eindanna sjálfra. Þarna inni í atóminu, frumeindinni, er þess vegna líka að miklu leyti tómarúm!

Nánasta umhverfi atóma og rafeinda er því í mörgum tilfellum tómarúm og reyndar miðast grunnlýsing slíkra agna í einfaldri skammtafræði yfirleitt við að þær séu í tómarúmi. Í fræðunum er flóknara að lýsa rafeindum og atómum sem eru ekki í tómarúmi, til dæmis þeim sem er að finna í föstu efni, og kemur þar til kasta svonefndrar þéttefnisfræði sem er ein af höfuðgreinum nútíma eðlisfræði.

Svarið við spurningunni er því á þá leið að umhverfi atóma og rafeinda er mjög oft tómarúm, grundvallarlýsing okkar á hegðun þeirra miðast við það, og því er ekki eðlilegt að tala um að hegðun þeirra breytist neitt við það!

Höfundur

Þorsteinn Vilhjálmsson

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Útgáfudagur

17.2.2000

Spyrjandi

Björn Baldvinsson

Efnisorð

Tilvísun

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvernig breytist hegðun frumeindar eða rafeindar ef umhverfi hennar er tómarúm?“ Vísindavefurinn, 17. febrúar 2000. Sótt 20. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=120.

Þorsteinn Vilhjálmsson. (2000, 17. febrúar). Hvernig breytist hegðun frumeindar eða rafeindar ef umhverfi hennar er tómarúm? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=120

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvernig breytist hegðun frumeindar eða rafeindar ef umhverfi hennar er tómarúm?“ Vísindavefurinn. 17. feb. 2000. Vefsíða. 20. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=120>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvernig breytist hegðun frumeindar eða rafeindar ef umhverfi hennar er tómarúm?
Við gerum stundum greinarmun á því sem við köllum stórsætt (macroscopic) annars vegar og smásætt (microscopic) hins vegar. Við köllum þá hluti stórsæja sem eru nógu stórir til þess að við sjáum þá með berum augum en hina köllum við smásæja. Suma slíka hluti getum við séð í einhvers konar smásjám en aðrar efniseindir eru svo smáar að jafnvel bestu smásjár duga ekki til.

Í heimi hins smásæja er ekki alltaf víst að hugmyndir stórsæja heimsins eigi við. Hugtakið tómarúm (vacuum) er upprunnið í heimi hins stórsæja. Við tölum um tómarúm þegar ekkert eða afar lítið efni er á einhverju tilteknu svæði. Hins vegar notum við ekki þetta hugtak í stórsæjum skilningi um svæði þar sem efni er, jafnvel þó að einungis sé um þunnt gas að ræða.

Ef við skoðum gasið hins vegar á kvarða hins smásæja komumst við að því að það er samsett úr efniseindum sem við köllum sameindir (molecules) eða frumeindir (atoms) eftir atvikum, en þessar efniseindir fylla samt aðeins lítinn hluta rúmsins sem gasið er í. Allt hitt er í rauninni tómarúm í smásæjum skilningi.

Og ef við skyggnumst inn í frumeindirnar tekur ekki betra við. Atómið er samsett úr atómkjarna og rafeindum og milli þeirra er órafjarlægð í samanburði við stærð eindanna sjálfra. Þarna inni í atóminu, frumeindinni, er þess vegna líka að miklu leyti tómarúm!

Nánasta umhverfi atóma og rafeinda er því í mörgum tilfellum tómarúm og reyndar miðast grunnlýsing slíkra agna í einfaldri skammtafræði yfirleitt við að þær séu í tómarúmi. Í fræðunum er flóknara að lýsa rafeindum og atómum sem eru ekki í tómarúmi, til dæmis þeim sem er að finna í föstu efni, og kemur þar til kasta svonefndrar þéttefnisfræði sem er ein af höfuðgreinum nútíma eðlisfræði.

Svarið við spurningunni er því á þá leið að umhverfi atóma og rafeinda er mjög oft tómarúm, grundvallarlýsing okkar á hegðun þeirra miðast við það, og því er ekki eðlilegt að tala um að hegðun þeirra breytist neitt við það!...