Elektrischer Leitungsvorgang in Metalle?
Hallo :) Ich habe eine Frage im Bezug zu Physik... Ich weiß, dass bei dem elektrischen Leitungsvorgang in Metallen die wanderunsfähigen Elektronen, die in der Metallbindung enthalten sind, sich gerichtet im elektr. Stromkreis bewegen. Dabei stoßen sie bekanntlich gegen die Gitterbausteine in Metalle. ABER denke ich mir: Diese Gitterbausteine in Metallen sind doch positive Ionen, oder? Die Elektronen müssen noch von diesen positiven Ionen angezogen werden? Wie in der Metallbindung. Aber warum tuen sie das nicht beim Leitungsvorgang? Eigentlich könnte gar kein Strom fließen wenn die Elektronen sich an den positven Ionen anziehen? Hoffe ihr könnt mir es erklären ;) Ich bitte um eine Antwort :)
2 Antworten
Hallo werte socke!
Zur Beantwortung deiner Frage musst du schon etwas tiefer in die Grundlagen der Physik eintauchen.
Sprich den Welle-Teilchen-Dualismus und die Heisenbergsche Unschärferelation.
Ein Elektron hat eine gewisse Größe, oder meinetwegen auch dessen Aufenthaltswahrscheinlichkeit, wenn du Elektronen als punktförmig annimmst. Chemiker denken eher in Orbitalen, und stellen sie sich längst nicht mehr als "Umlaufbahnen" vor.
Und auch wenn die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Elektrons im H-Atom im Kern am größten ist, fällt es nicht hinein, weil es eben diffus ist. Multipliziert mit der Fläche einer Kugelschale ergibt sich nebenbei bemerkt ein Maximum, das mit dem Bohschen Radius übereinstimmt.
Metallen "sitzen (nicht der Colt) die Elektronen relativ locker", und sie haben weniger Elektronen locker als Nachbaratome. So betreiben sie das, was neudeutsch (nicht Carsharing) Metallbindung heißt. Jedes Atom ist mit jedem Atom verbunden, durch Elektronen, die überall und nirgends sind.
Daher können sie auch wandern, rechts Platz machen, wenn von links ein Elektron kommt. Sie sind ungebunden und haben kein Atom oder Molekül, dem sie "treu" sind.
Das war erst mal die primitivste Ebene, komplizierter geht immer. Da stellt sich die Frage, warum der Widerstand mit der Temperatur zunimmst. Davon solltest du erst mal Abstand halten. Welle ist wohl das Stichwort, mitsamt der Komplikationen.
Gruß, GyntHerr
Nein Lehrer bin ich nicht, und in Physik schon gar nicht.
Ich habe mir fast die gesamte Physik und einen Großteil der Chemie selbst beigebracht. Soweit man das eben mit Mathekenntnissen auf Abi-Niveau kann. Aber wenn man das einige Jahrzehnte macht, kommt schon was zusammen.
Man muss nur immer klar sehen, wo man noch mitreden kann/darf, und wo man es besser lässt. Und manchmal kann man besser genau den Punkt treffen, wo beim Fragesteller die Lücke ist. Weil man die selbst hatte und gefüllt hat. Manchmal auch nicht.
Die Rückmeldung füllt auch eine Lücke, denn ganz ohne Anerkennung kommen wohl die wenigsten auf Dauer aus.
Hallo,
Du liegst mit deiner Beschreibung teilweise richtig. Jedoch besteht das Ion selbst immer noch aus Elektronen, dass das anziehende Feld des Kerns quasi abschirmt. Damit ist das effektiv Feld und die Coloumbkraft somit relativ gering. Du musst dir das so vorstellen. Wenn keine Spannung anliegt, schwirren die Leitungselektronen in der Nähe der Ionen umher. Liegt jedoch eine Spannung an, existiert ein sehr großes elektrisches Feld, das viel größer ist als das elektrische Feld der Ionen. Somit kommt es zu einem Stromfluss. Wie du richtig sagst, stoßen diese auch mit Ionen, was sich letztendlich als elektrischer Widerstand beschreiben lässt. Ich hoffe das war klar.
Mit freundlichen Grüßen Benwert
Danke für diese Antwort! GyntHerr, sind Sie etwa Physiklehrer oder ähnliches?