VI Atomos ¥ Immanuel Kant (1724 - 1804) Besteht alles in der Welt aus einfachem, oder ist alles...

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VI

Atomos

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Immanuel Kant(1724 - 1804)

Besteht alles in der Welt aus einfachem, oder ist alles zusammengesetzt? (2. Antinomie)

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Georg Cantor (1845 - 1918)

... die, meiner festen Überzeugung nach, aktual-unendliche Zahl der geschaffenen Einzelwesen sowohl im Weltall wie auch schon auf unserer Erde und, aller Wahrscheinlichkeit nach, selbst in jedem noch so kleinen, ausgedehnten Teil des Raumes ...

Die chemisch physikalischen Demokritischen Atome halte ich weder im Begriffe noch in der Wirklichkeit für existent, so viel Nützliches auch mit dieser Fiktion bis zu einer gewissen Grenze zu Wege gebracht wird.

... die aktual-unendliche Zahl der letzten Elemente.

Anwendungen der Mengenlehre auf die Naturwissenschaften: Physik, Chemie, Mineralogie, Botanik, Zoologie, Anthropologie, Biologie, Physiologie, Medizin etc. Dazu kommen aber auch Anwendungen auf die sogenannten "Geisteswissenschaften", die meines Erachtens als Naturwissenschaften aufzufassen sind, denn auch der "Geist" gehört mit zur Natur.

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Thales (625 - 546)Der Ursprung aller Dinge ist das Wasser, aus dem alles entspringt und in das alles wieder zurückfließen wird.

Heraklit (550 - 480)Feuer ist die Ursubstanz oder das Urprinzip, aus dem durch Verdichtung und Verdünnung alles Seiende entsteht. „Werden” oder „Fließen” ist der wesentlichen Bestandteil der Wirklichkeit, der allen Dingen, auch den scheinbar unveränderlichen, zugrunde liegt. Panta rei : alles fließt"Niemand kann zweimal in denselben Fluss steigen.”

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Parmenides (515 - 445)...denn dasselbe ist das Denken und das SeinDas Seiende kann weder geschaffen werden, noch kann es verloren gehen.Unveränderlichkeit im Gegensatz zu Heraklit.Heraklit (550 - 480)Feuer ist die Ursubstanz oder das Urprinzip, aus dem durch Verdichtung und Verdünnung alles Seiende entsteht. „Werden” oder „Fließen” ist der wesentlichen Bestandteil der Wirklichkeit, der allen Dingen, auch den scheinbar unveränderlichen, zugrunde liegt. Panta rei : alles fließt"Niemand kann zweimal in denselben Fluss steigen.”

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Empedokles (483 - 425)

Schüler des HeraklitNaturphilosoph, Dichter, Wanderarzt und Politikervom Volk fast vergöttert (Schar von Jüngern)stürzte sich der Legende nach in den Krater des Ätna

begründete die Lehre von den vier unvergänglichen Elementen (Feuer, Wasser, Luft, Erde), aus denen alles, vermittelt durch die Grundkräfte Liebe und Haß (Anziehung und Abstoßung), entstehtIdee vom Überleben der TüchtigstenPorenlehre: Partikel, die in eine bestimmte Pore passen, üben einen Reiz aus.Das Herz ist Zentrum der Blutversorgung und der Sitz des Lebens.

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Leukippos (480 - 420)

Schüler des ZenonBegründer des AtomismusEntdecker des Kausalitätsgesetzes Lehrer des

Demokrit von Abdera (460 - 375)

einer der größten Philosophen des Altertumsstand mit Anaxagoras in Kontakt löste die Frage nach dem Urgrund des Seins durch die Annahme unendlich vieler, unteilbarer, kleinster Teilchen, die er Atome nanntea-tomos = unteilbar

untersuchte den Bau der niederen Tiere und teilte die Tiere in solche mit Blut (Wirbeltiere) und solche ohne Blut (Wirbellose) ein

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Anaxagoras (ca. 499 - 428)aus Klazomenai (nahe Izmir, Türkei)ließ sich um 480 v. Chr. in Athen niederlehrte dort 30 JahreSchüler: Perikles, Euripides, Sokrates (?)er wurde wegen Gottlosigkeit angeklagt, weil er behauptet hatte, die Sonne bestehe aus glühendem Gestein. Exil in einer Kolonie von Milet in Kleinasien.

Alle Naturkörper bestanden ursprünglich und seit Anbeginn der Ewigkeit aus unendlich vielen und unvorstellbar kleinen Partikeln. Erst die Welt-Vernunft, habe das Chaos der zahllosen winzigen Teilchen geordnet.

Von dem Kleinen gibt es kein Allerkleinstes sondern immer noch ein Kleineres. Denn es ist unmöglich daß das Seiende (durch Teilung) aufhört zu sein.

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Platon (427 - 348)

Platon und Aristoteles bezeichnen den Äther als fünftes Element, (griechisch pempte ousia, lateinisch quinta essentia: Quintessenz), das der Bedeutung nach aber das erste sei.

Aristoteles (384 - 322)

Bei der Materie muß eine Grenze der Teilbarkeit sein. Jedes Ding hat einen bestimmten Größenbereich.

Beispiel: Eine Mannschaft kann ein Schiff fortschieben. Ein einzelner Mann kann es aber nicht. Die Qualität des Fortbewegens des Schiffes duldet keine unbegrenzte Teilung.

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Epikur von Samos (341 - 270)

Philosoph, wenig beeinflußt von seinen Vorgängern Platon und Aristoteles

wahre Glückseligkeit (Eudämonie) = Seelenruhe erreicht man nicht durch grobe Sinnenlust sondern durch weise Abwägung des Genusses, Selbstbeherrschung, Tugend, Gerechtigkeit

vergröbert zu Epikureer: Genußmensch

Das Weltall ist unendlich und ewig.Ereignisse werden durch die Interaktion von Atomen verursacht.Titus Carus Lucretius (Lukrez) (97 - 55)

schrieb das bedeutendste Lehrgedicht des Altertums:De rerum natura (Über die Natur), worin er die Atomvorstellung unterstützt.

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Philipp Aureolus Theophrast Bombast von Hohenheim Paracelsus (1493 - 1541)

Arzt, Alchimist und Philosoph1527 Stadtarzt und Professor in Basel(schon nach wenigen Monaten vertrieben)

entdeckte u.a. Zink, Kalomel und Schwefelblüte

führte das Arsen in die Therapie der Syphilis ein

sah Schwefel, Quecksilber und Salz als grundlegende Elemente (Prinzipien) an

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Pierre Gassendi (1592 - 1655)

Priester, Professor der Philosophie und Mathematik

lehnte die Theorie der Blutzirkulation von W. Harvey abzeigte, daß die Schallgeschwindigkeit von der Tonhöhe unabhängig ist, womit er Aristoteles' Meinung widerlegte

erneuerte den antiken Gedanken des Atomismus

René Descartes (1596 - 1650)

Jura-Studium, Soldat, Mathematiker, Philosoph (Begründer des Rationalismus) „Cogito ergo sum”

Die Korpuskeln haben verschiedene Masse, verschiedene Bewegung und voneinander unterscheidbare Eigenschaften, die mathematisch ausgedrückt werden können.

Joachim Jungius (1587 - 1657)

Philosoph, Mathematiker, Naturwissenschaftler, Arzt

Korpuskulartheorie, Erneuerung des Atomismus

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Sir Robert Boyle (1627 - 1691)

sprach bereits mit 8 Jahren Latein und Griechischüberzeugter Anhänger der mechanistischen Atomistik: homogene, vollkommen elastische Kugeln ohne innere Struktur

Gegner der alchemistischen Lehre von den vier Elementen. Jede nicht mehr in einfachere Bestandteile zerlegbare Substanz ist ein Element. Sir Isaac Newton (1643 -1727)

1704: Opticks or a Treatise of the Reflections, Refractions, Inflections and Colours of Light

Licht besteht aus kleinen, schnell bewegten Teilchen.

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Roger Joseph Boscovich (1711 - 1787)

Jesuit, lehrte in Rom, Paris, Mailand

Die Atome sind punktförmige, ausdehnungslose Kraftzentren.

John Dalton (1766 - 1844)

eignete sich als Autodidakt umfassende Kenntnisse in den Naturwissenschaften an

arbeitete bereits im Alter von 12 Jahren in Kendal hauptamtlich als Lehrer

postulierte 1803 die chemische Atomtheorie

erstellte die erste Tabelle von Atomgewichten (bezogen auf Wasserstoff), die sechs Elemente und 13 Verbindungen umfaßte

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Dimitrij Iwanowitsch Mendelejew (1834 - 1907)ab 1864 Professor in St. Petersburg 1893-1907 Direktor des Amtes für Maße und Gewichte1869: Periodensystem der Elementesagte 1871 die Existenz von mehreren bis dahin unentdeckten, erst später aufgefundenen Elementen (Eka-Elemente; unter anderem Gallium, Scandium, Germanium, Astat, Technetium) voraus

Julius Lothar Meyer (1830 - 1895) ab 1876 Professor in Tübingen1869: Periodensystem der Elementefand eine Periodizität bei der Abhängigkeit des Atomvolumens vom Atomgewicht und berechnete1883 die Atomgewichte neu

Janne Rydberg (1854 - 1919)1897 Professor in Lundentdeckte 1889 Gesetzmäßigkeiten in der Linienfolge des Wasserstoffatomspektrums (Rydberg-Konstante), vermutete einen Zusammenhang zwischen der Struktur der Spektren und der der Atomeschlug 1897 beim Periodensystem die Anordnung der Elemente nach der Protonenzahl (Ordnungszahl) vor

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Gegner der Atomlehre

Gottfried Wilhelm Leibniz (1646 - 1716)

Die Regeln des Endlichen behalten im Unendlichen Geltung, wie wenn es Atome (Elemente der Natur von angebbarer fester Größe) gäbe, obgleich dies wegen der unbeschränkten Teilbarkeit der Materie nicht der Fall ist.

Es gibt keine zwei gleichen Blätter (im Garten von Herrenhausen), keine zwei gleichen Tropfen Milch oder Wasser. Das spricht gegen die Atomlehre.

Georg Wilhelm Friedrich Hegel (1770 - 1831)Idealistischer Philosoph

Schroffe Ablehnung des Atomismus:Die Atomisten denken zu materiell.

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Positivisten

Ernst Mach (1838 - 1916) Wilhelm Ostwald (1853 - 1932) Physiker, Physiologe, Philosoph Chemiker, Philosoph,

Nobelpreisträger

Atome sind Gedankendinge, denen keine Realität zukommt.

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Evidenz für die Existenz von AtomenStöchiometrische Zusammensetzung der StoffeGasgesetze: Druck

TemperaturWärmeleitungSchallgeschwindigkeitPartialdrucke

Brownsche MolekularbewegungSpektrallinienEntdeckung des ElektronsPhotoeffektRadioaktivitätStreuung von -TeilchenKernumwandlungNachweis einzelner Atome und Elementarteilchen

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Sir Joseph John Thomson (1856 - 1940)1884 - 1918 Professor in CambridgeEntdeckung des Elektrons 1897Atommodell: homogene positive Ladungsverteilung, in der sich die Elektronen ähnlich wie Rosinen im Kuchen befinden ("Plum-Pudding-Modell").

Lord Ernest Rutherford (1871 - 1937) aus Neuseeland, arbeitet in CambridgeStreuexperimente mit Alphateilchen ergaben, daß ein Atom größtenteils leer ist (1911)Atommodell in Analogie zum Planetensystem, in dem die Elektronen einen massiven, positiv geladenen Kern sehr geringer Ausdehnung auf planetenartigen Bahnen umkreisen sollten 1919: erste künstliche Kernreaktion: Stickstoffkerne durch Beschuß mit Alphateilchen in Sauerstoffkerne umgewandeltnannte 1920 den Wasserstoffkern Proton

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Niels Bohr (1885 - 1962) 1913 Bohrsches Postulat: L = m r v = n h/2 Existenz stabiler Elektronenbahnen im Atom

Arnold Sommerfeld (1868 - 1951) habilitierte sich 1895 als Mathematiker in Göttingen1897 Professor der Mathematik in ClausthalProfessor der theoretischen Physik in München

erweiterte das Bohrsche Atommodell, indem auch die Möglichkeit elliptischer Bahnen und einige relativistische Effekte berücksichtigt wurden

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Werner Heisenberg (1901 - 1976)1927: Unbestimmtheitsrelation xp h

Wolfgang Pauli (1900 - 1958)erklärte das Periodensystem mit 4 Quantenzahlenpostulierte das Neutrino

Bohrs Modell versagt für höhere Atome.

Louis de Broglie (1892 - 1987)schlug 1924 vor, jedem TeilchenWellencharakter zuzuordnen

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Otto Hahn (1879 - 1968)Fritz Straßmann (1902 - 1980) 1938: Kernspaltung

Der Urankern kann bei der Bestrahlung mit Neutronen in zwei nahezu gleich große Bruchstücke zerplatzen.

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Elektron me = 9,1096 10-31 kg

Proton mp = 1,6726 10-27 kg

Neutron mn = 1,6749 10-27 kg

Atomradien 10-9 m

Teilchenradien 10-15 m

1 mol (61023) Getränkedosen auf dem Mond würde seinen Durchmesser verdoppeln

RMond = 1738 km, VMond = 2,21019 m3

VDosen = 61023 0,3310-3 m3 = 2,01020 m3

r Erdbahn: 150 Mio km

Sonne: 1,4 Mio km

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Murray Gell-Mann (*1929)1955 Professor am California Institute of Technology1964 Quarks sind Grundbestandteile der Hadronen (Joyce)

George Zweig (*1937) 1964 ähnliche Schlußfolgerungen wie Gell-Mann 1981 Professor am Los Alamos National LaboratoryQuarks: Bausteine von Hadronen und Mesonen 3 Farben, 6 Flavors (up, down, charm, strange, top, bottom)

Leptonen: Elektron, Myon, Tau-Lepton sowie die zugehörigen Neutrinos

Confinement: Die Quarks befinden sich für große Abstände in einem linear anwachsenden Potential. Sie sind nicht einzeln beobachtbar.

Gluonen: masselose Elementarteilchen mit Spin 1Quarks und Leptonen bilden die bisher tiefste Schicht der Materie.Bis 10-19 m ist keine Struktur erkennbar.

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Plancklänge:

Energie eines Photons dieser Wellenlänge= kinetische Energie eines mit 10 000 km/h fahrenden Pkw

h/2 = 10-34 Js

c = 3108 m/s

G = 71011 Nm2/kg2

m106,1c2

hG 353

s104,5c2

hG 445

kg102,2G2

hc 8

Planckzeit:

Planckmasse:

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Does the infinitely small exist in reality?

= c /

= E /h

E = mc2

m = 5*1055 g

> 4*10-95 m

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