Wellen, Atome und chemische Bindungen erklärt

Die Wellenbewegung ist eine Form der Energieübertragung, die in der Regel von Transport begleitet wird. Eine Wellenbewegung ist die Ausbreitung von Vibrationen, d. h. die Ausbreitung einer periodischen Bewegung um eine Ruhelage. Eine Welle nimmt den Standpunkt ein, dass in jedem Moment die Störung erzeugt wird. Wellen sind mechanische oder materielle Wellen, d. h. Wellen, die entstehen, wenn eine Störung in einem elastischen Medium auftritt, ohne die es keine Ausbreitung gibt. Elektromagnetische Wellen können zwar durch bestimmte Medien übertragen werden, benötigen aber nicht unbedingt ein elastisches Medium, da sie sich im Vakuum ausbreiten können. Bei Longitudinalwellen erfolgen die Schwingungen der Teilchen um ihre Ruhelage in die gleiche Richtung, in der sich die Welle ausbreitet. Die Longitudinalwellen werden durch Kompression und Expansion zwischen den vibrierenden Teilchen erzeugt. Bei Transversalwellen erfolgen die Schwingungen der Teilchen um ihre Ruhelage in einer Richtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle. Eine Wellenfront ist eine Linie oder Fläche, die durch Punkte gebildet wird, die die gleiche Störung im gleichen Moment erreicht hat. Die imaginäre Linie senkrecht dazu ist der Strahl. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit v ist die Distanz, die die Welle in jeder Zeiteinheit zurücklegt. Die Wellenlänge λ ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Punkten dieser Welle, die auf die gleiche Weise schwingen. Sie wird in Metern ausgedrückt. Die Periode T ist die Zeit, die die Störung benötigt, um eine Wellenlänge zu durchlaufen. Sie ist identisch mit der Zeit, die ein Punkt benötigt, um eine vollständige Schwingung auszuführen. Sie wird in Sekunden ausgedrückt. Die Frequenz f ist die Anzahl der Schwingungen, die ein Punkt pro Zeiteinheit ausführt. Ihre Einheit ist das Hertz (Hz), was "pro Sekunde" bedeutet. Die Wellenamplitude A ist die maximale Entfernung, die jeder Punkt des Mediums von seiner Gleichgewichtslage erreicht. Sie wird in Metern gemessen. Die Intensität einer Wellenbewegung ist die Energiemenge, die pro Zeiteinheit durch eine Flächeneinheit senkrecht zur Ausbreitungsrichtung fließt. Sie entspricht der Leistung pro Flächeneinheit und wird in W/m² ausgedrückt.

Schall ist eine mechanische Welle, da sie ein materielles Medium zur Ausbreitung benötigt, und eine Longitudinalwelle, da die Teilchen des Mediums in der gleichen Richtung schwingen, in der sich die Welle ausbreitet. Schallenergie breitet sich im gleichen Medium mit einer konstanten Geschwindigkeit aus (v = 340 m/s). Die Schallintensität ist definiert als die physikalische Energie, die pro Sekunde durch eine Flächeneinheit senkrecht zur Ausbreitungsrichtung fließt. Sie ermöglicht es, zwischen tiefen und hohen Tönen zu unterscheiden, die frequenzabhängig sind. Klänge mit der gleichen Intensität und dem gleichen Ton können durch die Klangfarbe unterschieden werden. Wenn die Intensität zehnmal höher ist, steigt sie um 10 dB. Die Schallstärke des sichtbaren Lichts entspricht elektromagnetischen Wellen, die mit dem Sehsinn wahrgenommen werden können. Lichtwellen sowie andere elektromagnetische Wellen benötigen kein elastisches Medium, um sich auszubreiten. Sie breiten sich geradlinig aus. Die Reflexion des Lichts erfährt eine Richtungsänderung, wenn der Lichtstrahl auf die Oberfläche eines Objekts trifft. Das reflektierte Licht breitet sich weiterhin in der gleichen Ebene aus. Spiegel sind glatte und polierte Oberflächen, die in der Lage sind, einen Strahl parallel zu reflektieren. Die Brechung des Lichts bewirkt eine Richtungsänderung, wenn ein Lichtstrahl von einem Medium in ein anderes übergeht, in dem er sich mit einer anderen Geschwindigkeit ausbreitet. Sichtbares Licht, ultraviolette und infrarote Strahlung sind Teil eines breiten Spektrums von Wellen, das als elektromagnetisches Spektrum bezeichnet wird.

Die Materie besteht aus unteilbaren Atomen. Die Atome werden unverändert hergestellt. Die Atome der Elemente werden durch Atome gebildet, die die gleiche Masse und die gleichen chemischen Eigenschaften haben. Die Atome verschiedener Elemente haben unterschiedliche Massen und chemische Eigenschaften. Chemische Verbindungen werden durch die Kombination von zwei oder mehr Atomen verschiedener Elemente gebildet. Wenn sich Atome von zwei oder mehr verschiedenen Elementen auf dem gleichen Gelände zu einer Verbindung verbinden, bilden sie ein einfaches Zahlenverhältnis. In chemischen Reaktionen werden die Atome weder erzeugt noch zerstört. Sie ändern nur ihre Verteilung in den Substanzen.

Das Atom ist teilbar, da es subatomare Teilchen enthält. Einige dieser Teilchen sind negativ geladen. Der Rest des Atoms ist größtenteils positiv geladen. Da das Atom elektrisch neutral ist, ist die Anzahl der negativen Ladungen gleich der Anzahl der positiven Ladungen. Das atomare Emissionsspektrum ist die Menge der elektromagnetischen Strahlung, die von einem Atom eines chemischen Elements abgegeben wird, das zuvor entweder durch Wärme oder Strom angeregt wurde.

Das Atom hat einen zentralen Kern, in dem fast seine gesamte Masse, die von Protonen und Neutronen bereitgestellt wird, konzentriert ist. Die positive Ladung der Protonen wird durch die negative Ladung der Elektronen außerhalb des Kerns kompensiert. Die Elektronen drehen sich mit hoher Geschwindigkeit um den Kern und sind durch einen bestimmten Abstand getrennt. Es gibt eine Reihe von stabilen kreisförmigen Bahnen, auf denen sich das Elektron mit hoher Geschwindigkeit bewegt, ohne Energie freizusetzen. Das Elektron hat in jeder Umlaufbahn eine bestimmte Energie, die mit zunehmender Entfernung von der Umlaufbahn zum Kern zunimmt. Was eine Umlaufbahn kennzeichnet, ist, dass sie ein Energieniveau besitzt. Wenn ein Elektron von einem höheren Energieniveau zu einem niedrigeren Energieniveau übergeht, wird eine bestimmte Energiemenge in Form von Strahlung freigesetzt.

Kovalente Bindungen

Einfache kovalente Stoffe: Gewöhnlich gasförmig. Niedrige Schmelz- und Siedetemperatur. Keine Leiter.

Molekulare Stoffe: Im Allgemeinen nicht löslich. Sehr niedriger Schmelz- und Siedepunkt. Keine Leiter.

Atomgitter: Hart, mit hohem Schmelz- und Siedepunkt und unlöslich, Leiter.

IONISCH: Fest. Hoher Schmelz- und Siedepunkt. Hart, spröde, schlechte Leiter im festen Zustand, gute Leiter in flüssigem Zustand. Oft löslich.

Metallisch: Ziemlich hart. Gute thermische und elektrische Leiter. Glänzend.