Ich versuche, Vergleiche von Objekten alltäglicher Größe von Objekten atomarer Skalen zu erstellen, z. Wenn eine Protonenwahrscheinlichkeitswolke von der Größe Basketball wäre, wie weit wären die nächsten Atome davon entfernt?
Grund dafür ist, eine Vorstellung vom Raum zwischen den Atomen zu geben und dem Schüler eine Vorstellung von relativen atomaren Objektgrößen zu geben
Wenn Sie nach Beispielen suchen, wie sich die Dichte von Materialien in diesem Vergleichsschema widerspiegeln kann, z. B. wenn ein dichtes Material mit einem relativ weit weniger dichten Material kombiniert wird und die atomgroßen Cloulds in Basketballgröße viel näher beieinander liegen zueinander.
PS: Es werden keine Modelle von Alltagsgegenständen als Analogie zur Atomstruktur verwendet, nur relative Abstände der Strukturen sind das Hauptziel.
Kommentare
- Das Größenverhältnis zwischen dem Proton und der Atomwolke beträgt 1: 100.000. Sie können den Rest herausfinden.
- @Ron: Zahlen sind gut, aber was kann im wirklichen Leben verwendet werden, um das Verhältnis von 1: 100.000 zu vermitteln? Das Sonnenblumenkern- und Fußbalkenfeld von David ' hilft mehr bei der Visualisierung als 1: 100.000.
- Ja, aber dies kann mit einem Lineal und einem Handrechner herausgefunden werden . Warum sollten wir Fragen haben, deren Antwort so mechanisch ist?
- @Ron: Was ist ein mechanischer Vorgang? Das Simul von Sonnenblumenkern und Footbal Field? Können Sie die mechanische Vorsichtsmaßnahme verwenden, um einige weitere Beispiele zu nennen, die im Maßstab 1: 100000 passen? danke
Antwort
Es ist einfach genug, die Größe eines Protons und eines typischen Atoms nachzuschlagen Wenn Sie das Verhältnis bestimmen, können Sie es mit realen Objekten vergleichen. Beispielsweise hat Wasserstoff einen Kern, der aus einem einzelnen Proton besteht. Der Radius des Protons beträgt ungefähr $ 1 \ text {fm} $ und der des Die Elektronenwolke in einem Wasserstoffatom beträgt ungefähr $ 25 \ text {pm} $ (obwohl die Definition von „Radius“ einige Feinheiten enthält, auf die ich hier nicht näher eingehen werde). Somit ist das Wasserstoffatom etwa 25000-mal so groß wie das Proton. Wenn Sie also einen Basketball mit einem Durchmesser von $ 24 \ text {cm} $ verwenden, um das Proton darzustellen, wird die Elektronenwolke durch etwas 25000-fach Größeres dargestellt, oder durch einen Durchmesser von ungefähr $ 6 \ text {km} $ – wahrscheinlich den Größe einer kleinen Stadt.
Ein Vergleich, den ich oft gehört habe, ist ein Maiskorn mit einem Fußballfeld. Ein Maiskorn hat normalerweise einen Durchmesser von etwa 5 bis 7 US-Dollar (nach meiner Schätzung), während ein Fußballfeld in einer Entfernung von 100 Metern etwa 13000-mal größer ist. Das ist eigentlich nicht das richtige Verhältnis für ein Wasserstoffatom, aber es vermittelt einen Eindruck von dem enormen Skalenunterschied.
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