Grundlagen der Atomphysik und Elektrisierung

Grundlagen der Atome und der Elektrisierung

Atom: In der Chemie und Physik ist ein Atom die kleinste Einheit eines chemischen Elements, die dessen Identität und Eigenschaften bewahrt und nicht durch chemische Prozesse weiter geteilt werden kann.

Die Geschichte des Atombegriffs

Das Konzept der Atome als unteilbare Bausteine, aus denen die Materie des Universums besteht, wurde ursprünglich von der atomistischen Schule im antiken Griechenland geprägt. Allerdings wurde ihre Existenz erst im 19. Jahrhundert wissenschaftlich bewiesen. Mit der Entwicklung der Kernphysik im 20. Jahrhundert wurde schließlich festgestellt, dass das Atom in noch kleinere Teilchen unterteilt werden kann.

Elektrisierung: Ladungsprozesse in der Physik

In der Physik spricht man von Elektrisierung, um den Effekt des Gewinnens oder Verlierens elektrischer Ladungen (in der Regel Elektronen) durch einen ursprünglich elektrisch neutralen Körper zu beschreiben.

Elektrisierung durch Kontakt

Man kann eine elektrische Ladung von einem geladenen Körper auf einen neutralen Körper einfach durch Berührung übertragen. In diesem Fall erhalten beide die gleiche Art der Ladung. Das heißt: Wenn ein neutraler Körper mit einem positiv geladenen Körper in Berührung kommt, wird auch der erste Körper positiv geladen.

Dies liegt daran, dass freie Elektronen zwischen beiden Körpern übertragen werden. Der Transfer erfolgt vom Körper mit einem Elektronenüberschuss zum Körper mit einem geringeren Anteil, wobei dieser Fluss aufrechterhalten wird, bis das Ladungsniveau auf beiden Seiten ausgeglichen ist.

Elektrisierung durch Reibung

Durch die Reibung zweier elektrisch neutraler Körper (Anzahl der Elektronen = Anzahl der Protonen) werden beide aufgeladen – einer positiv und einer negativ. Hierzu gibt es verschiedene Beispiele:

• Glas und Seide: Reibt man einen Glasstab mit einem Stück Seide, findet ein Transfer von Elektronen vom Glas auf die Seide statt.
• Kunststoff und Wolle: Wenn man einen Kunststoffstift mit einem Stück Wolle reibt, erfolgt ein Transfer von Elektronen vom Tuch auf den Stift.
• Alltagsbeispiel: Reibt man einen Ballon am Kopf und hält ihn dann in die Nähe der Haare einer Person, richten sich die Haare auf.

Das elektrische Feld

Das Glas nimmt durch den Verlust negativer Ladungen (Elektronen) eine positive elektrische Ladung an. Diese negativen Ladungen werden von der Seide aufgenommen, wodurch diese gesättigt wird. Da beide Körper nun elektrisch geladen sind, üben sie eine Kraft in einem bestimmten Bereich aus, der von der Höhe der gewonnenen oder verlorenen Ladung abhängt. Dieser Bereich wird als elektrisches Feld bezeichnet.