Zusammenfassung
Im zweiten Kapitel wird Gold zerlegt – bis es nicht mehr weitergeht. Damit sind wir beim „Atom“, eigentlich dem „Unteilbaren“. Aber es besteht dennoch aus Einzelteilen: Protonen, Elektronen und Neutronen.
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Notes
- 1.
Vergl. Jürgen Beetz: 1 + 1 = 10 – Mathematik für Höhlenmenschen. Springer, Heidelberg 2012, S. 317 f. Im Übrigen waltet hier dichterische Freiheit, denn die ältesten datierten Goldfunde gehen auf das Jahr 5000 v. Chr. zurück, 3000 Jahre nach Rudi.
- 2.
Rudis Daumenrechnung war nicht schlecht. Er hat sich nur um den Faktor 1,66 verschätzt. Ein Goldatom wiegt ca. 327 × 10−24 g, also 1,66 × 197 × 10−24 g.
- 3.
Wenn Sie sich über das merkwürdige Gewicht von 197 g wundern: Das ist genau ein „mol“ Gold. Das „mol“ ist das Äquivalent des Molekulargewichtes in Gramm, wie Sie gleich sehen werden.
- 4.
Die Avogadro-Konstante ist für alle Elemente in einer bestimmten (unterschiedlichen) Gewichtsmenge gleich. Sie hat den Wert 6,022141… × 1023. So viele Atome sind in 107 g Silber oder 12 g Kohlenstoff oder 16 g Sauerstoff (jeweils 1 mol) enthalten. Eine Zahl mit 23 Nullen. Man kann ausrechnen, dass 6 × 1023 ≈ 279ist, also sind es fast exakt 79 Teilungen. Benannt ist sie nach dem italienischen Naturwissenschaftler Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro, Conte di Quaregna e Cerreto (1776–1856).
- 5.
1 Mrd. mm = 1000 km: 109 × 10−3 = 103 × 103. 1 Trilliarde = 1000 Mrd. Mrd.: 1021 = 103 × 109 × 109.
- 6.
Zur Kontrolle: 8,44 × 8,44 × 8,44 ist ungefähr 601. Weil 10 × 10 × 10 = 1000 ist (3 Nullen hinter der 1) und 100 × 100 × 100 = 1.000.000 ist (6 Nullen hinter der 1), braucht man nur die Zahl der Nullen mit 3 zu multiplizieren. Die Avogadro-Konstante ist 602 mal eine 1 mit 21 Nullen dahinter, also 10.000.000 (7 Nullen) dreimal mit sich selbst multipliziert. 10 Mio. cm sind 100.000 m = 100 km. Also 8,44 × 100 km = 844 km.
- 7.
Überschlägige Rechnung: 7 × 109 Menschen × 109 Atome/Mensch ≈ 7 × 1018 Atome. 200 g (1 mol): 6 × 1023 Atome = x [g]: 7 × 1018 Atome ⇒ x ≈ 200 × 10−5 = 2 × 10−3 g.
- 8.
Die meisten jenseits von Uran (92 Protonen, Atomgewicht 238) sind „superschwere Elemente“ oder „Transurane“, die in der Natur nicht vorkommen und erst nach 1940 entdeckt bzw. hergestellt wurden.
- 9.
- 10.
Vergl. z. B. „Unsere Quantenwelt/Atome“ in http://de.wikibooks.org/wiki/Unsere_Quantenwelt/_Atome.
- 11.
Siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Atommodelle und alle dort genannten Modelle.
- 12.
Die „Rutherford-Streuung“ wurde 1909 bis 1913 untersucht. Siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Streuexperiment, http://de.wikipedia.org/wiki/Rutherford-Versuch. Siehe auch Geiger, H. et al.: On a Diffuse Reflection of the α-Particles. Proc. Roy. Soc. 1909 A vol. 82, pp. 495–500 (http://chemteam.info/Chem-History/GM−1909.html).
- 13.
Quelle: M. Hecker: Der Rutherfordsche Streuversuch (© 1997 by Prof. Dr. Volker Schubert) in http://groups.uni-paderborn.de/cc/arbeitsgebiete/rutherford/(mit schöner Animation des Streuversuchs).
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Beetz, J. (2016). Materie wird in ihre Bestandteile zerlegt. In: Atomphysik für Höhlenmenschen und andere Anfänger. essentials. Springer Spektrum, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-11105-2_2
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Publisher Name: Springer Spektrum, Wiesbaden
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