Hallo,
ich versteh (auch mit Google) den Begriff Polarisation nicht. Kann mir jemand den Begriff leicht verständlich erklären. Es geht um die Polarisation im Bezug auf den Atombau und Elektrizität.
Danke
Hallo!
Kannst du die Frage etwas präzisieren? So allgemein wie sie bisher gehalten ist, lässt sich vieles vorstellen. Z.B. eine bevorzugte Spin Richtung oder eine bevorzugte Schwingungsebene bei der Aussendung von Licht.
Liebe Grüße,
Thomas.
Hallo Starlight98,
also besser als bei „wikipedia.de“ kann ich Dir das auch nicht erklären!
Guckst Du hier
–> http://de.wikipedia.org/wiki/Polarisation
Gruß, Reinhard
Du meinst also nicht den Begriff der Polarisation bei Wellen?
Ich gebe zu, der Wikipedia-Artikel zur Elektrischen Polarisation (http://de.wikipedia.org/wiki/Polarisation_%28Elektri…) ist ein wenig wüst.
In wie weit verstehst du den Begriff denn nicht? Polarisation ist prinzipiell die Verschiebung von Ladungen, so dass es einen positiven und einen negativen Ladungsschwerpunkt gibt.
So kann man beispielweise Metallplatten polarisieren, so dass auf der einen Seite der Platte ein Elektronenüberschuss und auf der anderen Seite ein Elektronenmangel herrscht. Dort, wo sich viele Elektronen befinden (die Elektronen sind in einem Metall frei beweglich), befindet sich der negative Ladungsschwerpunkt, da die positiven Ladungen der Atomrümpfe von den zusätzlichen negativen Elektronen der anderen Seite übertroffen werden. Auf der anderen Seite fehlen Elektronen (die positiven Atomrümpfe können sich nicht bewegen), weshalb dort der positve Ladungsschwerpunkt ist.
Das ganze einige Größenordnungen tiefer: Im Wassermolekül gibt es einen positiven und einen negativen Ladungsschwerpunkt, da das negative O-Atom und die positven H-Atome räumlich von einander getrennt sind und das Molekül nich so aufgebaut ist, dass sich dies wieder ausgleicht (wie es der Fall wäre, wenn das O-Atom bspw. noch zwei H-Atome auf der anderen Seite hätte). Das Bild im Wiki-Artikel veranschaulicht das ganz gut.
Hallo,
ich versteh (auch mit Google) den Begriff Polarisation nicht.
Kann mir jemand den Begriff leicht verständlich erklären. Es
geht um die Polarisation im Bezug auf den Atombau und
Elektrizität.
das weiß ich leider auch nicht.
Gruß Rainer
Hallo,
ich versteh (auch mit Google) den Begriff
olarisation nicht…
…Es geht um die Polarisation im Bezug auf den Atombau und Elektrizität.Danke
Hallo Unbekannt,
Unter Polarisation versteht man die Verschiebung (Ablenkung) von Elektronen in Atomen oder Molekülen durch ein elektrisches Feld.
Gruß
Michael
Polarisation bedeutet letztlich nichts anderes als wenn eine menge Dinge in eine bestimmte Richtung angeordnet sind. Stell dir z.B. Menschen vor die alle wild durcheinander laufen, die sind nicht polarisiert. Wenn du jetzt stattdessen eine Gruppe Soldaten hast, die im Gleichschritt und in Reih und Glied marschieren, dann sind die „polarisiert“.
Naja, für Menschen verwendet man den Begriff nicht, aber das Bild macht das hoffentlich ein wenig deutlicher fürs erste.
Gucken wir uns jetzt Atome an, dann weißt du hoffentlich, dass Atome aus positiven und negativen (und neutralen, aber die spielen hier keine Rolle) bestehen. die positiven Protonen und die negativen Elektronen. Atome als ganze sind normalerweise neutral, da sie genau so viele Elektronen wie Protonen haben. Je nachdem wie sie aber mit anderen Atomen zusammen agieren (Stichworte: Moleküle, Salzkristalle), können sie auch ein wenig anders sein. Beim Wasser z.B, das aus 2 Wasserstoff- und einem Sauerstoff-Atom besteht. Die Atomkerne ziehen die Elektronen die um sie herum schwirren unterschiedlich stark an, d.h. insgesamt ist ein Teil des Moleküls negativer, weil dort mehr Elektronen sind, und ein anderer Teil ist positiver, weil dort Elektronen fehlen. Solche Moleküle nennt man Dipole
Ok, aber was hat das jetzt mit den marschierenden Soldaten zu tun? Stell dir vor, du ziehst einen Pfeil vom negativen Ende des Atoms zum positiven Ende des Atoms. Jetzt hast du jedem Atom eine Richtung gegeben. Und normalerweise verhalten sich Atome so wie normale Menschen, sie purzeln einfach umeinander rum, ohne eindeutige Richtung. Hast du aber Dipole, dann kannst du sie ausrichten, also polarisieren, wenn du eine Gleichspannung anlegst. Die negative Seite des Dipols zeigt dann zur positiven Elektrode und die positive Seite des Dipols zeigt dann zur negativen Seite der Elektrode. Das passiert mit allen Dipolen die sich zwischen den beiden Elektroden befinden, und bald zeigen sie alle in die gleiche Richtung.
Das Wasser aus dem Beispiel ist ein sehr schwacher Dipol, es gibt da andere, die wesentlich stärker darauf reagieren.
Ich hoffe das konnte dir ein wenig weiter helfen. Wenn du noch weitere Fragen hast, oder noch etwas unklar ist stehe ich gerne nochmal zur Verfügung.
Paul
Hallo Starlight,
leichter verständlich, als es unter der folgenden Adresse geschieht, kann ich es auch nicht erklären, aber vielleicht kennst Du diese Seite ja noch nicht, und sie hilft Dir weiter:
http://www.physikdidaktik.uni-karlsruhe.de/software/…
Es grüßt Dich
Zenon
Lieber Starlight98,
der Begriff Polarisation taucht in zweierlei Kontext auf wie folgt:
-
Schwingungsebene von elektromagnetischer Strahlung.
-
Ladungsverteilung in Atomen und Molekülen.
-
Elektromagentische Wellen: Jede Welle beinhaltet Schwingungen, die sich mit einer charakteristischen Geschwindigkeit übertragen. Bei elektromagnetischer Strahlung (Licht) ist das die Lichtgeschwindigkeit von rund 300’000 km/s. Jede Schwingung beinhaltet wiederum die periodische Umwandlung zwischen zwei Energieformen. Bei der elektromagnetischen Strahlung kann man sich vorstellen, dass ein Austausch zwischen der Energie in einem elektrischen und einem magnetischen Feld erfolgt (daher der Name). Elektrische und magnetische Felder sind so genannte Vektorfelder, d.h. für einen bestimmten Punkt im Raum haben diese Felder eine Richtung. Bei der elektromagnetischen Strahlung oszillieren diese Felder, d.h. wenn sich das elektrische Feld abbaut, wird das magnetische Feld stärker und umgekehrt und ihre Richtungen stehen senkrecht zueinander. Ausserdem stehen die oszillierenden Felder senkrecht zur Richtung der Ausbreitung, d.h. es handelt sich um eine Transversalwelle. Eigentlich kann jede Transversalwelle polarisiert sein, aber das Phänomen ist vor allem bei elektromagnetischer Strahlung von praktischer Bedeutung. Wenn bei einem Lichtstrahl die Schwingungsebenen der elektrischen Vektoren aller Photonen (Lichtquanten) parallel verlaufen (das gleiche gilt dann auch für die magnetischen Vektoren), dann ist das Licht linear polarisiert. Bei zirkular polarisiertem Licht dreht sich die Ausrichtung der Polarisation mit konstanter Winkelgeschwindigkeit. Elliptische Polarisation ist eine Mischform von linearer und zirkularer Polarisation. Polarisiertes Licht entsteht in der Natur z.B. wenn elektromagnetische Strahlung schräg auf eine Oberfläche trifft, an welcher die Strahlung sowohl gebrochen als auch reflektiert werden kann.
-
Dielektrische Polarisation: Bei einem Heliumatom ist die Ladungsverteilung der Elektonenwolke kugelsymmetrisch. Befindet sich das Haliumatom jedoch in einem elektrischen Feld, z.B. im homogenen elektrischen Feld eines Plattenkondensators, so werden die Elektronen auf die Seite der positiv geladenen Platte gezogen, während der positiv geladene Atomkern von der negativ geladenen Platte angezogen wird. Durch äussere alektrische Felder können also aus symmetrischen Ladungsverteilungen unsymmetrische Ladungsverteilungen erzeugt werden, d.h. aus unpolaren Molekülen können polare Moleküle gemacht werden. Sogar wenn sich zwei Heliumatome nahe kommen, ergibt sich eine Art „Synchronisation“ der Bewegung der Elektronen so, dass man von induzierten Dipolen spricht, die sich ständig anziehen. Dies ergibt ein grobes Modell für van der Waals Kräfte als elektrostatische Anziehung zwischen nicht-peramnenten Dipolen. Je grösser das Molekül, desto grösser ist der „Freiraum“ für Ladungsverschiebungen und desto stärker wirken zwischenmoleulare Kräfte.
Obige Erläuterung bezieht sich auf so genannte Verschiebungspolarisation bei welcher Ladungen innerhalb von Molekülen verschoben werden. Daneben gibt es noch die Orientierungspolarisation. Moleküle mit einem permanenten Dipolmoment, z.B. Wassermoleküle, können sich in einem äusseren elektrischen Feld ausrichten, wodurch das äussere elektrische Feld abgeschwächt wird.
In Ionengittern können durch äussere elektrische Felder Ionen verschoben werden, so dass aus ursprünglich symmetrischen Ladungsverteilungen gewissermassen ausgerichtete Anordnungen von Dipolen entstehen, ähnlich wie bei der Orientierungspolarisation. Man spricht von Ionenpolarisation.
Gruss, Peter Senn
Hallo Starlight,
bei Polarisation fällt mir spontan Optik ein. Da du aber auch das Stichwort Dipol angegeben hast, vermute ich, es geht um molekulare Dipole. Z. B. Wasser:
Durch die Anordnung der 2 Wasserstoffatome am Sauerstoffatom bildet sich ein Diepol, der im flüssigen Zustand zu sog. Wasserklustern, Oberflächenspannung oder im Fall von Schnee zu der 6-eckigen Form führt.
Schau mal bei Wikipedia unter:
Wasser, Schnee, Oberflächenspannung.
Wenn dir das nicht weiterhilft, dann melde dich nochmal und präzisiere deine Frage.
Gruß
Rudi
Hallo Starlight98,
ich bitte vielmals um Entschuldigung, dass ich mich so lange nicht gerührt habe.
Nun aber zu deiner Frage nach der Polarisation: Soweit ich die Frage richtig verstanden habe, meinst du diejenige Polarisation, die z. B. für das Auftreten von van-der-Waals-Kräften verantwortlich ist. Sie lässt sich am einfachsten durch klassische physikalische Betrachtung erklären:
Nach klassischer Ansicht besteht ein Atom für sich betrachtet aus einem ruhenden positiv geladenen Atomkern, um den die negativ geladenen Elektronen mit sehr hohen Geschwindigkeiten kreisen. Dabei kompensiert die negative Ladung der Elektronen exakt die positive Ladung des Atomkerns. Außerdem sind die Positionen der Elektronen unabhängig voneinander, was bedeutet, dass sich zwei oder mehr Elektronen durchaus beim Umkreisen des Atomkerns zeitweise sehr nahe kommen können.
Dies impliziert jedoch auch, dass es manchmal Momente gibt, bei denen sich ein Großteil der Elektronen - und damit ein Großteil der negativen Ladung - auf einer der beiden Kugelhälften des Atoms befindet, wenn man sich dieses wie eine Kugel vorstellt. Auf der Kugelhälfte, auf der sich die Elektronen befinden, kann die Ladung dieser Elektronen nicht mehr durch den Atomkern kompensiert werden, was zur Folge hat, dass das Atom nach außen hin in diese Richtung negativ geladen scheint, was sich im Falle der van-der-Waals-Kräfte sogar auf die benachbarten Atome auswirkt.
Umgekehrt sind die auf der anderen Hälfte verbleibenden Elektronen nicht mehr in der Lage, die positive Ladung des Atomkerns aufzuheben, sodass das Atom in diese Richtung positiv geladen erscheint. Das neutrale Atom wurde also kurzzeitig zu einem Dipol; kurzzeitig deshalb, weil sich die Elektronen bei ihrer Reise um den Atomkern wieder voneinander entfernen und annähernd gleichmäßig verteilen werden.
Ich hoffe, ich konnte damit deine Frage (sofern es deine Frage war), wenn auch verspätet, klären.
MfG BlueBlobb
(ich hoffe ich interpretiere Deine Frage richtig, Polarisation ist mehrdeutig.)
Wenn in einer Elektronenpaarbindung (also bei einer Bindung zweier Nichtmetalle) die beiden Atome nicht vom gleichen Element sind, ziehen die Atomkerne die Elektronen in der Hülle (meistens) nicht gleich stark an. Das bedeutet, ein Atomkern zieht die Elektronen stärker an, als der andere. Wenn Ladungen (hier Elektronen) ungleich verteilt sind, dann entstehen elektrische Pole, daher der Begriff Polarisation.
Wasserstoff z. B. bindet Elektronen nicht besonders stark, ganz im Gegensatz zu Sauerstoff. Also sind im Wassermolekül H-O-H (Lewis-Struktur, hier mal ohne Knick) die Elektronen NICHT gleichmäßig verteilt, sondern halten sich primär beim Sauerstoff-Atom auf. In der Lewis-Struktur wird das z. B. so kekennzeichnet:
H H (http://de.wikipedia.org/wiki/Lewis-Struktur)
Man kann die Polarisation zusätzlich kennzeichnen, indem an die negativ polarisierten, also die stark anziehenden, Atome ein „δ-“ (kleines Delta) und an die positiv polarisierten Atome ein „δ+“ geschrieben wird (http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:smiley:ipo…).
Die Polarisation spielt eine Rolle, wenn viele (polarisierte) Moleküle zusammen auftreten. Dann richten sich diese entsprechend ihrer Polarisation aus, d. h. positiv und negativ polarisierte Molekül-Teile aneinander. Je stärker die Polarisation ist, desto stärker ist auch die Bindung.
Pole entstehen aber auch nur dann, wenn das Molekül nicht symmetrisch aufgebaut ist. Das Wasser-Molekül hat z. B. einen Knick, und ist damit nicht symmetrisch. Ammoniak (NH3) ist auch nicht symmetrisch, weil die vier Atome nicht in einer Ebene liegen. Methan (CH-4) ist aber symmetrisch und damit nicht polar oder „unpolar“.
Folglich lassen sich Moleküle grob in zwei Gruppen teilen: Polare und Unpolare. Im Großen und Ganzen binden die Polaren sich gegenseitig so viel stärker, dass sie die Unpolaren wegdrücken. Das Äußert sich darin, dass sich z. B. Öl und Wasser normalerweise nicht mischen.
Die unpolaren Moleküle binden sich mit Van-der-Waals-Wechselwirkungen (auch Van-der-Waals-Bindungen, kurz: VdW-B), bei der schwache Pole entstehen, wenn sich die Elektronen kurzzeitig ungleichmäßig verteilen.
Den Wert für die Stärke, mit der ein Atomkern eines Elements Elektronen anzieht, nennt man „Elektronegativität“ (kurz: EN).
Im PSE kannst du die Elektronegativität, wenn sie nicht angegeben wird, abschätzen: Fluor (F, weit rechts oben) hat die größte EN, je weiter ein anderes Element davon entfernt ist, desto geringer ist seine EN.
Das Gegenteil der EN ist die „Elektropositivität“, wobei dieser Begriff deutlich seltener gebraucht wird.
Der Wert wie stark der Dipol ist, wird „Dipolmoment“ genannt. Seine Einheit ist „Debye“ (Zeigen: D).
Hallo,
ich versteh (auch mit Google) den Begriff Polarisation nicht.
Kann mir jemand den Begriff leicht verständlich erklären.
Sorry für die verspätete Antwort - ist im Stress unter die Räder gekommen. Falls Du noch keine zufriedenstellende Antwort bekommen hast, versuch ich es hier mal:
Unter Polarisation versteht man die Verschiebung der Elektronen gegenüber den Atomkernen. Da Elektronen negativ geladen sind und die Atomkerne positiv, ziehen sie sich gegenseitig an. Somit wird der geringst mögliche Abstand erreicht. Nach außen hin ‚sieht‘ man nichts von den unterschiedlichen Ladungen. Materie ist neutral. Die Sachverhalte ändern sich, sobald elektromagnetische Felder auf Materie einwirken. Dann wirken auf die Kerne und die Elektronen unterschiedliche Kräfte, so dass sich die Elektronen(wolken) gegenüber ihrer ‚Neutral‘-Position verschieben. Bei leitenden Stoffen (wo ein Teil der Eelktronen frei beweglich ist) führt das zu einer Influenzladung, bei Isolatoren zu kleinen Verschiebungen jeder einzelnen Hülle gegenüber dem Kern oder falls Dipolmoleküle vorliegen zur Ausrichtung entlang der Kraftlinien des äußeren Feldes. Durch diesen Effekt wird das äußere Feld abgeschwächt. Handelt es sich um ein zeitlich variierendes Feld, so ergeben sich je nach Frequenz des Feldes und Art der betroffenen Materie vielerlei dynamische Wechselwirkungs-Effekte.
Hoffe geholfen zu haben.
Gruß
Ya3wforus
Po·la·ri·sa·ti·o̱n
Substantiv [die]
- das deutliche Hervortreten von Gegensätzen.
- phys.
Bezeichnung für verschiedene physikalische Erscheinungen und Zustände von Objekten und Systemen, die durch gegensätzliche Eigenschaften oder Quantitäten gekennzeichnet sind.
„elektrochemische Polarisation, galvanische Polarisation, Reaktions- Polarisation“