De 'gemiddelde' dichtheid (beter: de grootteorde van de dichtheid) van veel vaste stoffen, vloeistoffen, planeten en de zon vertoont weinig variatie:
veel gesteentes 1.5 - 4 g/cm3
veel vloeistoffen 0.8 - 2 g/cm3
planeet aarde 5 g/cm3
planeet jupiter 1.3 g/cm3
zon 1.4 g/cm3
Door welke natuurconstanten wordt die 'gemiddelde' dichtheid bepaald?
Laatste berichten
-
07:53
Rotatie van het heelal 25
-
00:49
Ervaringen met "herontdekkingen" 11
-
21:28
hall effect in vloeistof gebruiken als stromingssensor 6
-
17:59
Gezocht: de/een naam voor een getallenrij met een cauchyrij als partieelsommenrij
-
17:28
Casus uit de praktijk: positief test THC 18
-
17 apr
speciale rel. theorie 4
-
17 apr
Vreemde stank in huis 11
-
17 apr
3 vragen over mijn rooskleurige r.berekening H2netGekoppeldeHBrflowbatterij.
-
17 apr
Interpretatie reactie-energie 3
-
17 apr
Logistic equation (Pierre Verhulst,Belgian Mathematician) 5
-
16 apr
vB 9
-
15 apr
Kunnen quantum Zonnecellen 190% quantum efficiënt zijn 1
-
15 apr
Python: sockets sluiten 4
-
14 apr
Een eenvoudige logische redenering waarom tijd niet kan bestaan 'daarbuiten' 6
-
14 apr
Hoe kun je op quantumwijze getallen vinden in een rij die kleiner zijn dan getal k 3
-
13 apr
Documentenverdwijnen uit onedrive 1
-
12 apr
Behoud van impulsmoment en energie 5
-
12 apr
INLOG STORING / TIPS 4
-
09 apr
[natuurkunde] systeemgrafen 1
-
05 apr
afbuiging licht rond zware objecten via grondbeginselen relativiteitstheorie 490
Nieuwsberichten
-
04 mar
Een nieuw soort magnetisme: altermagnetisme
-
31 okt
AI kan via stem diabetes vaststellen 11
-
21 okt
Einstein krijgt wéér gelijk 45
-
07 feb
witter dan wit 20
-
19 jun
irrigatie en de aardas
Door welke natuurconstanten wordt de 'gemiddelde' dichtheid van materie bepaald?
Moderator: physicalattraction
Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
-
- Moderator
- Berichten: 5.538
Re: Door welke natuurconstanten wordt de 'gemiddelde' dichtheid van materie bepaald?
@ jkien
De dichtheid kan véél groter, maar daarvoor moet je de atomaire opbouw van de materie vernielen (neutronensterren, zwarte gaten, e.d.). Mijn vermoeden is dan ook dat de natuurconstanten die in de kwantummechanische verklaring van de atomaire, moleculaire of kristallijne opbouw van vaste en/of vloeibare stoffen een rol spelen de door jou gezochte gemiddelde dichtheid bepalen.
De dichtheid kan véél groter, maar daarvoor moet je de atomaire opbouw van de materie vernielen (neutronensterren, zwarte gaten, e.d.). Mijn vermoeden is dan ook dat de natuurconstanten die in de kwantummechanische verklaring van de atomaire, moleculaire of kristallijne opbouw van vaste en/of vloeibare stoffen een rol spelen de door jou gezochte gemiddelde dichtheid bepalen.
-
- Moderator
- Berichten: 5.538
Re: Door welke natuurconstanten wordt de 'gemiddelde' dichtheid van materie bepaald?
Bij gematigde omstandigheden is de dichtheid toch tamelijk constant. Waar de grens van die 'gematigde' omstandigheden ligt weet ik niet, misschien P<100 bar en T<1000 K, of misschien P < 104 bar en T < 104 K, etc.
Als je de dichtheid vergelijkt met andere materiaaleigenschappen zoals elasticiteitsmodulus en soortelijke weerstand dan is de variatie tussen materialen opvallend gering, bij gematigde omstandigheden.
De enige natuurconstante die de kwantummechanica toevoegt is h, de constante van Planck. Zou h berekend kunnen worden op grond van de dichtheid van een kiezelsteen, plus wat klassieke fysica?
Als je de dichtheid vergelijkt met andere materiaaleigenschappen zoals elasticiteitsmodulus en soortelijke weerstand dan is de variatie tussen materialen opvallend gering, bij gematigde omstandigheden.
De enige natuurconstante die de kwantummechanica toevoegt is h, de constante van Planck. Zou h berekend kunnen worden op grond van de dichtheid van een kiezelsteen, plus wat klassieke fysica?
Re: Door welke natuurconstanten wordt de 'gemiddelde' dichtheid van materie bepaald?
Jammer genoeg laat mijn kennis van de kwantummechanica nog te wensen over. Maar als het toch om ruwe schattingen gaat zou je het met de "Bohrstraal" kunnen proberen:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Bohrstraal
http://nl.wikipedia.org/wiki/Bohrstraal
-
- Berichten: 10.561
Re: Door welke natuurconstanten wordt de 'gemiddelde' dichtheid van materie bepaald?
Elk materiaal bestaat bij benadering uit atomen die tegen elkaar aanzitten - de onderlinge afstand tussen de kernen wordt bepaald door de som van de atoomstralen.
Het overgrote deel van de massa zit in de kernen, dus men kan stellen dat de dichtheid wordt bepaald door de massa's van de kernen en de atoomstralen.
Gezien het feit dat de atoomstraal grofweg gezegd toeneemt met toenemende massa van de kern, is het wat dat betreft niet verwonderlijk dat de dichtheid min of meer constant blijft.
Je vraag is interessant. Ik zal een aanzet proberen te geven (schot in de lucht, garantie tot om de hoek).
Zoals ik al aangaf kun je uit de massa van de kern en de atoomstraal de dichtheid berekenen. Een precieze berekening vergt kennis over de pakkingsdichtheid, maar voor ordegroottes kunnen we die weglaten.
Omgekeerd kun je dus als je dichtheid en atoomstraal kent, de massa van de kern berekenen, of als je dichtheid en massa van de kern kent, de atoomstraal.
De massa, of liever M/Z van een proton, is te bepalen met een massaspectrometer.
Je zou op de een of andere manier de exacte lading van een proton moeten kunnen bepalen (ff geen idee), dan weet je ook de exacte massa van een proton, en daarmee kan de atoomstraal van een H-atoom worden berekend.
Nu kun je aan de hand van spectraallijnen van waterstof, en de Schrödingervergelijking gaan berekenen wat dan de constante van Planck zou moeten zijn.
Het overgrote deel van de massa zit in de kernen, dus men kan stellen dat de dichtheid wordt bepaald door de massa's van de kernen en de atoomstralen.
Gezien het feit dat de atoomstraal grofweg gezegd toeneemt met toenemende massa van de kern, is het wat dat betreft niet verwonderlijk dat de dichtheid min of meer constant blijft.
Je vraag is interessant. Ik zal een aanzet proberen te geven (schot in de lucht, garantie tot om de hoek).
Zoals ik al aangaf kun je uit de massa van de kern en de atoomstraal de dichtheid berekenen. Een precieze berekening vergt kennis over de pakkingsdichtheid, maar voor ordegroottes kunnen we die weglaten.
Omgekeerd kun je dus als je dichtheid en atoomstraal kent, de massa van de kern berekenen, of als je dichtheid en massa van de kern kent, de atoomstraal.
De massa, of liever M/Z van een proton, is te bepalen met een massaspectrometer.
Je zou op de een of andere manier de exacte lading van een proton moeten kunnen bepalen (ff geen idee), dan weet je ook de exacte massa van een proton, en daarmee kan de atoomstraal van een H-atoom worden berekend.
Nu kun je aan de hand van spectraallijnen van waterstof, en de Schrödingervergelijking gaan berekenen wat dan de constante van Planck zou moeten zijn.
Cetero censeo Senseo non esse bibendum
-
- Moderator
- Berichten: 5.538
Re: Door welke natuurconstanten wordt de 'gemiddelde' dichtheid van materie bepaald?
Het bovenstaande combinerende: de atoomstraal a is bruikbaarder dan de dichtheid, a heeft dezelfde grootteorde als de Bohrstraal a0, en de grootteorde van a is constant als functie van het atoomnummer. De Bohrstraal is voor het begrip een prettige parameter omdat hij in een paar stappen en weinig wiskunde volgt uit de onzekerheidsrelatie van Heisenberg en het principe van minimale energie.1
Er geldt
De grootteorde van a is constant als functie van het atoomnummer. Figuur uit 3.
Er geldt
\({a_{0}}=\frac{\hbar}{m_{\mathrm{e}}\,c\,\alpha}\rightarrow\hbar={m_{\mathrm{e}}\,c\,\alpha\,a_{0}}\)
(symbolen: zie 2). Dus de grootteorde van h zou berekend kunnen worden uit de gemiddelde a van een kiezelsteen, indien me, c en α bekend zijn. De grootteorde van a is constant als functie van het atoomnummer. Figuur uit 3.
Re: Door welke natuurconstanten wordt de 'gemiddelde' dichtheid van materie bepaald?
Ziehier voor nog een andere semiklassieke afleiding van de Bohrstraal:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/bohr.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/bohr.html
-
- Berichten: 10.561
Re: Door welke natuurconstanten wordt de 'gemiddelde' dichtheid van materie bepaald?
Dankzij Millikan weten we (in ieder geval de ordegrootte van) de lading van een elektron. m/q van het elektron kan gemeten worden, dus kan ook een ordegrootte van de massa van het elektron worden afgeleid.
Cetero censeo Senseo non esse bibendum
-
- Berichten: 1.264
Re: Door welke natuurconstanten wordt de 'gemiddelde' dichtheid van materie bepaald?
Ik vind het druppelexperiment één van de mooiste experimenten in de natuurkunde. Vrij eenvoudig om iets ingewikkeld te meten.
Je leest maar niet verder want je, je voelt het begin van wanhoop.
