Um genauer zu sein, sagen wir, ich platziere ein Objekt auf einem Tisch, dies führt dazu, dass der Tisch eine Normalkraft auf das Objekt ausübt.
Meine Frage ist: Warum existiert diese Kraft? Liegt es an der Existenz elektrischer Kräfte zwischen dem Tisch und dem Objekt, die eine "Abstoßung" bewirken, oder sogar daran, dass das Objekt die Struktur des Tisches "verformt" und die intramolekularen Kräfte versuchen, ihn "zu fixieren" (den Tisch zu machen , das ist ein Festkörper, gehen Sie zurück zu seiner normalen Struktur und wenden Sie so eine Kraft an)?
Es sind nicht genau elektrische oder intra- / intermolekulare Kräfte, wie Sie in Ihrer Frage vermuten. Vielmehr handelt es sich letztlich um Tauschkräfte, zB https://en.wikipedia.org/wiki/Exchange_interaction . Wenn zwei makroskopische Objekte nahe (sehr nahe) zusammenkommen, beginnen die Elektronenhüllen, die ihre jeweiligen Atome umgeben, sich gegenseitig zu beeinflussen. Und zwei Elektronen (weil sie Fermionen sind) können nicht gleichzeitig denselben Zustand einnehmen (umgangssprachlich "am selben Ort zur selben Zeit sein"), besser bekannt als das Pauli-Ausschlussprinzip, https://en.wikipedia. org/wiki/Pauli_exclusion_principle (Link hinzugefügt, nachdem ich bemerkt habe, dass @Qmechanic dieses Tag in die ursprüngliche Frage geändert hat:)
Wenn Sie also versuchen, die makroskopischen Objekte zusammenzuschieben und so zu viele Elektronen in die verfügbaren atomaren Hüllenzustände zu zwingen, wird der Gesamtzustand mehrerer Teilchen, der diese Ansammlung von Elektronen beschreibt (bestimmt durch die Slater-Determinante, z. B. https://en.wikipedia .org/wiki/Slater_determinant ) ergibt zwangsläufig die Wahrscheinlichkeit Null, zwei beliebige Elektronen im selben Zustand zu finden. Und das führt zu der makroskopischen Wirkung/dem Anschein einer „Kraft“, die verhindert, dass die makroskopischen Objekte „zur gleichen Zeit am selben Ort“ sind.
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Ein weiterer Effekt, der Austauschkräfte betrifft (ohne Bezug zur Frage des Ops zu Normalkräften an sich , aber vielleicht allgemeiner physikalisch interessant) ist das Bose-Einstein-Kondensat, https://en.wikipedia.org/wiki/Bose%E2%80% 93Einstein_Kondensat
Hier wird ein Gas aus Bosonen unterkühlt, so dass die meisten der konstituierenden „Teilchen“ alle in den Zustand mit der niedrigsten Energie fallen. Und das ist möglich, weil Bosonen nicht dem Pauli-Ausschlussprinzip unterliegen, sodass eine große Sammlung von ihnen alle denselben Zustand einnehmen kann. Und dann weist diese makroskopische Sammlung einige bemerkenswerte Quanteneigenschaften auf, von denen Sie erwarten würden, dass sie nur auf mikroskopischer Ebene beobachtbar sind.
Aber jetzt könnten Sie aus genau dem oben beschriebenen Grund kein so bemerkenswertes Kondensat herstellen, das aus Fermionen wie Elektronen besteht - außer für https://en.wikipedia.org/wiki/Fermionic_condensate#Fermionic_superfluids wo Fermionen sind gepaart, so dass jedes Fermionenpaar wie ein Boson wirkt.
Ein interessantes Video, das all dies diskutiert, finden Sie unter http://learner.org/resources/series213.html . Klicken Sie auf den Link [vod] auf der rechten Seite von Programm 6. Makroskopische Quantenmechanik Die zweite Hälfte dieses Videos interviewt Deborah Jin ( und einige ihrer Doktoranden), die das allererste fermionische Kondensat produzierten, und diskutierten die beteiligte Physik. (Leider stammt das Video aus dem Jahr 2010, und eine neuere Ausgabe von Physics Today enthielt Jins Nachruf, in dem auch ihre Leistungen besprochen wurden.)
Wenn Sie einen Gegenstand auf einen Tisch stellen, geschieht im Wesentlichen dasselbe wie beim Aufhängen des Gegenstands an einer Feder. Das Gleichgewicht ist erreicht, wenn die Feder weit genug gedehnt ist, um eine Aufwärtskraft auf das Objekt auszuüben, die der Schwerkraft auf das Objekt entspricht. [Es kann Schwingungen geben, bevor das Gleichgewicht erreicht ist.] Der Tisch wird auch verformt, wenn Sie einen Gegenstand darauf legen, obwohl Sie die Verformung nicht bemerken, es sei denn, Sie haben eine spezielle Messausrüstung (oder der Tisch ist wackelig).
Die an der Verformung sowohl der Feder als auch des Tisches beteiligten Kräfte sind grundsätzlich elektromagnetisch.
Ich stelle dies nur als Antwort, weil ich nicht den Ruf habe, dies zu kommentieren. Wenn Sie sich Feynmans Vorlesungen anhören, listet er mehrere Beispiele für experimentelle Ergebnisse auf, die mit großer Genauigkeit erfolgreich von der Quantenelektrodynamik (QED) vorhergesagt wurden. Die Newtonschen Gesetze können aus den Grundannahmen der QED abgeleitet werden.
dmckee --- Ex-Moderator-Kätzchen