Wie „kommunizieren“ Atome in einem Festkörper Kraft miteinander?

Was ist der Mechanismus, der Kraft in einem Festkörper auf atomarer Ebene überträgt und überträgt?

Gibt es neben atomarer Deformation und Nähe noch einen anderen Mechanismus?

Das heißt, wenn ich eine unendlich inkompressible Substanz hätte und sie auf meine Hand legen und mit einem Hammer darauf schlagen würde, würde meine Hand etwas fühlen, wenn es keinen Unterschied in der Bewegung, Form oder Position der Substanz gibt?

(Wenn Sie glauben, dass sich die Substanz als Reaktion auf den Hammer nach unten bewegt, denken Sie daran, dass sie nicht komprimierbar ist, sodass sich die Oberseite der Substanz nicht schneller nach unten bewegen kann als die Unterseite, und das Ganze kann sich nicht sofort nach unten bewegen, oder wir würden es tun Informationen sofort nach unten geschickt haben, d. h. schneller als mit Lichtgeschwindigkeit. Wie würde dann die Information durch die Substanz kommuniziert werden, dass es Zeit ist, an Abwärtsdynamik zu gewinnen?)

Wenn Sie argumentieren, dass "unendlich inkompressibel" ein lächerliches Szenario ist, das angenommen werden muss, :) weil es die Kompressibilität aller Materie verletzt, dann ist es diese grundlegende Kompressibilität aller Materie, die den Mechanismus liefert, durch den die Kraft größer als die Kernkraft ist von Atom zu Atom übertragen? Mit anderen Worten, ist alle Kraft im überatomaren Maßstab das Ergebnis von interatomarer und intraatomarer Kompression/Verformung/Dichteverschiebung?

Was meinst du mit "atomarer Deformation"? Atome sind keine kleinen festen Kugeln, und daher ist "Nähe" auch ein wenig schlecht definiert. Die Kräfte zwischen Atomen sind elektromagnetischer und Pauli-abstoßender Natur.

Antworten (2)

"Unendlich inkompressibel" impliziert, dass die Geschwindigkeit von Schall- / Druckwellen unendlich ist (größer als die Lichtgeschwindigkeit).

Aber selbst wenn Sie akzeptieren, dass das Medium diese Eigenschaft hat, wird der Hammer, mit dem Sie darauf schlagen, es möglicherweise nicht tun. Der Druck am Aufschlagpunkt des Hammers entspricht dem Bruchteil des Hammers, der sofort den Aufprall sucht (die Rückseite des Hammers "weiß" zunächst nicht, dass die Vorderseite Ihre inkompressible Oberfläche getroffen hat.

Aber um auf das Wesentliche Ihrer Frage zurückzukommen - jedes Material verformt sich unter Belastung - längs und quer. Die Tatsache, dass ein Festkörper ein anfängliches Volumen / eine anfängliche Form hat, ergibt sich aus einem Gleichgewicht zwischen Anziehung und Abstoßung - im Gleichgewicht (dem Boden eines Potentialtopfs) gibt es immer einen kleinen Bereich, über den die Verschiebung eine lineare Kraft hervorruft.

Keine davon "beantwortet" Ihre Frage genau, da sie auf zwei widersprüchlichen Prämissen basiert - ich hoffe, sie ist dennoch hilfreich.

Danke! Würden Sie mit Ihren Worten im Hinterkopf zustimmen, dass es die grundlegende Kompressibilität aller Materie ist, die den Mechanismus bereitstellt, durch den eine Kraft von Atom zu Atom übertragen wird, die größer als die Kernkraft ist?
Nicht ganz. Die Kompressibilität ist eine Folge der interatomaren Kräfte (der Atomabstand findet sein Gleichgewicht am Boden des Potentialtopfes, der durch das Wechselspiel von Anziehung und Abstoßung gebildet wird); diese Kräfte bewirken die Druckübertragung. Die Komprimierbarkeit selbst ist nicht der Mechanismus.
Ich verstehe, was du sagst. In einem Diagramm der Anziehung und Abstoßung würde die Kompressibilität also als die Fähigkeit dargestellt, dass der Abstand (x-Achse) variiert, und damit wäre die Abstoßung (y-Achse) größer als die Anziehung (wenn komprimiert) oder kleiner als die Attraktion (unkomprimiert)? Der Mechanismus ist also nicht die Kompressibilität selbst, sondern die nichtlinearen Beziehungen zwischen Abstand, Anziehung und Abstoßung, die einen Kraftgradienten liefern, der Kompression in Widerstand umwandelt?

Ich werde diesen Teil ansprechen, der wesentlich ist, um alles weitere über Materie zu verstehen.

Was ist der Mechanismus, der Kraft in einem Festkörper auf atomarer Ebene überträgt und überträgt?

Auf der Ebene der Ansammlung von Atomen sind alle "Kräfte" elektromagnetisch. Atome sind neutral, aber sie haben Formen von den Orbitalen der Elektronen , die den Kern "umkreisen", als Beispiel:

Orbitale

Die fünf d-Orbitale in ψ(x, y, z)2 bilden sich, wobei ein Kombinationsdiagramm zeigt, wie sie zusammenpassen, um den Raum um einen Atomkern auszufüllen.

Diese Formen ermöglichen es den positiven Ladungen des Kerns, herauszufließen und Anziehungskräfte zu erzeugen, die Atome passen in Molekül- und Gitterformen, passen konzeptionell wie Legosteine, die elektrischen Felder definieren die Gitter und die Festigkeit des Festkörpers.

Jeder Druck auf das Gitter wird durch elektromagnetische Kräfte übertragen und kann nicht schneller als die Lichtgeschwindigkeit sein. Tatsächlich ist es das kollektive Verhalten des Ensembles von Atomen/Molekülen, das die thermodynamischen Größen wie Druck usw. für den Festkörper definiert, ein Verhalten, das aus dem kollektiven Verhalten der zugrunde liegenden atomaren Ebene hervorgeht.

Danke auch für diesen Hintergrund. Würden Sie also zustimmen, dass es die grundlegende Kompressibilität aller Materie ist, die den Mechanismus bereitstellt, durch den eine Kraft von Atom zu Atom übertragen wird, die größer als die Kernkraft ist?
Komprimierbarkeit ist ein kollektives Phänomen, das wie Druck an einer großen Anzahl von Atomen entsteht und eine Ebene über der atomaren Ebene liegt. Die grundlegende atomare Ebene interagiert mit elektromagnetischen Kräften. Große Ansammlungen von Atomen weisen Kompressibilität auf, als Abkürzung für die Beschreibung von Millionen atomarer Elektronenorbitale.
Denken Sie daran, dass ein Mol Materie in der Größenordnung von 10^23 Molekülen/Atomen besteht
Wie „kommunizieren“ Atome in einem Festkörper Kraft miteinander?
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