Wie lässt sich die Ladungsart einer elektrisch geladenen Kugel nachweisen (Chemie)?
5 Antworten
Du kannst natürlich sehr leicht nachweisen, daß die Kugel geladen ist (halte DeineHaare in die Nähe). Wenn Du eine Referenzladung hast (also eine, von der Du weißt, ob sie positiv oder negativ ist), dann kriegst Du auch leicht das Vorzeichen, da brauchst Du nur nachzusehen, ob sie angezogen oder abgestoßen wird.
Eine Referenzladung kriegst Du z.B. aus einem Elektronenstrahl, weil der immer negativ geladen ist.
Ohne Referenzladung wird es schwieriger. Du kannst die Kugel bewegen und das Magnetfeld messen; wenn Du dabei nicht rinks und lechts velwecherst, kannst Du daraus das Vorzeichen der Ladung bestimmen (rechte-Hand-Regel, die bewegte Kugel ist ein Strom).
Dazu brauchst Du aber blöderweise eine neue Referenz, z.B. muß Dir jemand auf eine Magnetnadel draufschreiben, wo der Nordpol und wo der Südpol ist (oder Du findest das raus, indem Du das Magnetfeld der Erde selbst als Referenz nimmst, aber das wäre geschummelt, weil es z.B. auf dem Mond nicht funktionieren würde). Das kannst Du scheinbar umgehen, indem Du Deine Magnetnadel an einem Synchrotron eichst (dort hängt die Richtung des Magnetfeldes nur von der Umlaufrichtung, also rechts/links) ab, aber dann hast Du implizit genutzt, daß Elektronen negativ geladen sind, also eine versteckte Referenzladung verwendet.
Wenn Du aber auch keine Referenz für links und rechts (bzw. Nordpol und Südpol, was letztlich dasselbe ist) verwenden darfst, steckst Du wirklich in der Klemme; denn alle Gesetze der klassischen Physik sind CP-invariant, d.h., wenn Du Plus und Minus vertauscht und gleichzeitig auch noch Rechts und Links, dann kriegst Du genau dasselbe heraus. Es gibt obskure subatomare Prozesse, die diese Invarianz verletzen und mit denen Du das Vorzeichen einer Ladung absolut bestimmen kannst, aber auf Dir wirst Du kaum Zugriff haben.
Du hältst (der Schmerzfreiheit halber über einen Vorwiderstand) eine Glimmlampe an die Kugel und beobachtest, ob die der Kugel oder die Deiner Hand zugewandte Elektrode leuchtet.
Anschließend recherchierst Du in Wikipedia unter dem Stichwort Glimmlampe, ob die positive oder die negative Elektrode leuchtet.
Wenn die Ladung konstant gehalten wird, kannst du sie einfach mit einem Multimeter gegen Erde messen.
Elektrisch geladene Kugel ist Physik.
Gibt's da nicht pos und neg geladene Varianten? Habe noch nie mit einem spielen dürfen...
Bleibt am Ende doch nur die Reaktion eines Elektronenstrahls!
Ja, eigentlich schon, aber wir machen gerade die elektrischen Ladungen in Atomen, um manche Formeln in der Chemie aufstellen zu können :)