Naturens mindste bestanddele og kræfter – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Fysik > Naturens mindste besta...

12. maj 2009

Naturens mindste bestanddele og kræfter

Kære brevkasse
Min far siger, at alting er lavet af atomer, og at atomer er de mindste dele i hele verden. Er det virkelig rigtigt? Jeg har også hørt noget om, at man kan få en masse energi ud af atomer - hvordan gør man det? Og hvad er antipartikler for noget? Er de farlige?

Min far fortalte også, at den elektromagnetiske kraft er meget stærkere end tyngdekraften, men hvorfor er det så, at jeg kan mærke tyngdekraften, men at jeg ikke kan mærke kraften fra en magnet? Er der i øvrigt andre kræfter end de to?

Med venlig hilsen
M 15 år

Det er rigtigt, at atomet er en af de normalt mindste dele vi har i naturen. En atomkerne har en diameter på ca. 10-14 m altså 0, og 13 nuller efterfulgt af 1. Atomet (kerne + elektroner) har en samlet diameter omkring 10-10 m lidt afhængigt af hvilket grundstof, dvs. hvor mange elektroner der er udenom. Elektronen er en del af atomet. Diameteren af elektronen er omkring 10-18 m.

I atomkernen indgår et antal neutroner og protoner, op til ca. 100 protoner og ca. 1½ gange så mange neutroner. Protoner og neutroner er omkring 10-15 m i diameter. Se også

Sender man en atomkerne igennem en accelerator, så den når hastigheder nær lysets, og lader man den så ramme andre atomer, splittes de enkelte kernedele i mindre partikler, så man kan godt dele atomkernen, men kun ved sammenstød ved meget høje energier. Disse sammenstød sker også i atmosfæren med partikler fra rummet. De partikler der opstår, bliver normalt standset i atmosfæren et stykke oppe.

Elektromagnetisk kraft og tyngdekraften
Hvis vi skal sammenligne sådanne kræfter, gør vi det for en enhed og på samme afstand. Tager man f.eks. en atomkerne med 1 ladning og en elektron med 1 modsat ladning tiltrækker de hinanden med en kraft, man kan beregne, når elektronen kredser om atomet f.eks. som i Brint (Hydrogen). Man kan tilsvarende sammenligne kraften imellem masserne, massen af en proton er ca. 1,67*10-27 kg af en elektron 9,11*10-31 kg (0, 30 nuller 911). Tyngdekraften, som også kaldes gravitation, imellem dem bliver omkring F = 4,1*10-47 N, den elektriske tiltrækning omkring  F = 9,1*10-29 N. Kraften, F, måles i newton, du føler en kraft på 1 N når du løfter 100 g lod i tyngdefeltet. For atomet er den elektriske kraft altså den dominerende og 1018 gange større end tyngdekraften imellem kernens dele.

Du føler tyngden fordi den ene af de to masser der indgår i tyngdekraften er jorden, og det er en stor masse se http://www.nbi.ku.dk/spoerg_om_fysik/fysik/gravitation/  massen er 5,976*1024 kg, den anden masse er dig selv. Stort set har vi ikke nogen netto ladning af betydning dvs. lige store positive og negative ladninger, så man mærker ikke den elektriske kraft, selv om den kunne blive stor.

Af andre kræfter er der kræfter, som kun har betydning i atomkernen. De hedder den svage kernekraft (eller vekselvirkning) og en anden der hedder den stærke kernekraft, se igen http://www.nbi.ku.dk/spoerg_om_fysik/fysik/gravitation/

Med venlig hilsen
Malte Olsen