Hoe trillen atomen?

Robert, 53 jaar
1 april 2013

De uitleg van warmte is altijd het trillen van atomen. Bij het absolute nulpunt trillen de atomen niet meer en staan ze stil. Maar wat trilt er dan? Een atoom bestaat uit een heel kleine positieve kern met daaromheen een negatieve wolk elektronen die zich statistisch op bepaalde plaatsen wel of niet kunnen bevinden. Als een electron een foton absorbeert, dan maakt hij een quantumsprong naar een hogere baan en valt terug naar een lagere baan door het weer uitzenden van het foton. Wordt het trillen dan veroorzaakt door deze bewegingen, waarbij de elektronenwolk uitzet en weer inkrimpt? Of is er een ander effect?

Antwoord

Dag Robert,

Eigenlijk gaat het bij het "trillen van atomen" om het opslaan van energie. Vermits een proton 1836 keer zwaarder is dan een electron, kan je er ook met een klein verschil in "beweging" (in de kwantumwereld is niets echt wat het lijkt, dus of zo'n atoomkern dan ook echt trilt zoals jij het je voorstel is nog maar de vraag) een veel grotere energie in opslaan dan in de electronen. Het trillen van atomen heeft echter maar betekenis als er meerdere in elkaars buurt zitten, zoals in een molecule of kristal. Als er geen extern krachtveld is om de atoomkern rondom heen te laten trillen, dan zal het nooit van richting veranderen, maar gewoon in een bepaalde richting bewegen.Het trillen van atomen gaat dus in feite om hetzelfde fenomeen voor de kern als wat jij beschrijft voor de electronen: het toevoegen van een hoeveelheid energie aan de kern, waardoor hij in een hogere energietoestand terecht komt (tegenover een of meer andere kernen in de buurt). Deze kwanta van trillingsenergie zijn kleiner dan die van electronen (typisch is dit de absorptie van infraroodstraling, tegenover het meer energetische UV voor de electronenovergangen).  En de electronen in dit verhaal, die bewegen zo snel dat ze ongeacht de positie van de kern gewoon kunnen volgen en zich tegenover de kern gewoon statistisch bevinden waar ze zich zouden bevinden als het atoom niet trilde.
Ik hoop dat dat het een beetje duidelijker heeft gemaakt ?

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Beantwoord door

Prof. dr. Christophe Vande Velde

Thermische Analyse, Calorimetrie, X-straal-kristallografie, Organische Scheikunde

Universiteit Antwerpen
Prinsstraat 13 2000 Antwerpen
http://www.uantwerpen.be

Zoek andere vragen

© 2008-2024
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door EOS vzw