middelpuntsvliedende kracht door aardrotatie binnen een atoom?

[tuander]

Sorry, ik ben een absolute leek op dit gebied, maar ik kan niks vinden over dit onderwerp. Dus vandaar dat ik hier deze vraag graag wil stellen.
 
Een atoom bestaat uit deeltjes met massa. (electronen, protonen, neutronen). Veel voorwerpen op aarde bestaan uit atomen. Alle voorwerpen op aarde draaien mee op het oppervlak van de aarde, en ondervinden dus een middelpuntsvliedende kracht ten gevolge van de rotatie van de aarde om haar eigen as. Dus alle atomen van alle voorwerpen op aarde zijn onderhevig aan deze middelpuntsvliedende kracht.
 
Heeft deze middelpuntsvliedende kracht op de massadeeltjes binnen het atoom gevolgen voor de processen die zich hier afspelen. Bijvoorbeeld voor de halfwaardetijd?
 
Is er bijvoorbeeld ooit een experiment gedaan met middelpuntsvliedende kracht en halwaardetijd? of andere processen binnen het atoom? of bijvoorbeeld experimenten met atoomklokken en middelpuntsvliedende kracht?

[317070]

Heeft deze middelpuntsvliedende kracht op de massadeeltjes binnen het atoom gevolgen voor de processen die zich hier afspelen. Bijvoorbeeld voor de halfwaardetijd?

Die dingen liggen zo ver van elkaar af. Een atoom voelt uiteindelijk geen middelpuntvliedende kracht, die gaat gewoon rechtdoor.
 
Bij mijn weten zijn er geen specifieke experimenten naar gedaan, maar moest het invloed hebben, dan zouden we dat al lang moeten gemerkt hebben. Uiteindelijk steken we radio-actieve materialen voortdurend in centrifuges om ze te filteren. Het is sowieso in tegenspraak met hoe wetenschappers denken dat het universum werken. En geen klein beetje.
 
Dus neen, er is geen invloed.

[Professor Puntje]

Volgens het equivalentiebeginsel uit de ART zou de fysische invloed bij een gravitatieveld en een overeenkomstige versnelling gelijk moeten zijn.

[efdee]

Als er geen kracht op een voorwerp werpt, gaat die gewoon rechtuit. Als regenspetters loskomen van een fietswiel, verdwijnt de plakkracht en vertrekken ze volgens de raaklijn aan dat wiel. De spetters verdwijnen niet loodrecht op de fietsband.
Ze vertrekken al helemaal niet versneld naar buiten! (Niet lettend op de zwaartekracht.)
 
Als een voorwerp de bocht om gaat, moet het door een kracht de bocht om worden getrokken.
In het algemeen heeft zo'n kracht een middelpuntzoekende kracht.
 
Bij elektronen in een atoom is dat de elektrische aantrekking.
Bij planeten is dat de zwaartekracht  of gravitatie.
 
Middelpuntvliedende krachten bestaan niet in de moderne opvattingen.
Met die krachten valt dus niets te experimenteren.
Geen wonder, dat u hierover niets kunt vinden.
 
Tenslotte: zwaartekracht op elektronen is verwaarloosbaar klein ten opzichte van de elektrische aantrekking door de atoomkern en is daardoor onmeetbaar.
 
Er zijn wel veel proeven gedaan met de middelpuntzoekende krachten.
Die experimenten beginnen in NL in 4 HAVO en 4 VWO.

[gast031]

Omdat atomen van een bepaalde massa op de evenaar bij een draaiing een grotere weg afleggen dan hier in Nederland zouden ze ongelijk moeten trillen de halfwaardetijd zou dan ook verschillen. Doch omdat de zwaartekracht op zijn beurt door de middelpuntvliedende gedeeltelijk teniet gedaan wordt trillen ze sneller dit compenseert de vertraging daardoor wordt het verschil nihil. 
 
Bij satellieten die in verschillende hoogtes om de aarde draaien is dit verschil groter aangezien in praktijk de klokken bijgesteld moeten worden komt dit overeen met de theorie de gravitationele roodverschuiving heeft bij satellieten die ver verwijderd om de aarde heendraaien de overhand. 
 
Omdat de halfwaardetijd gekoppeld is aan tijd kun je aannemen dat deze verschilt bij de in hoogte verschillende satellieten. 

[Professor Puntje]

Inderdaad compenseert de draaiing van de aarde voor meedraaiende voorwerpen gedeeltelijk de zwaartekracht. Voor relativistische berekeningen aan satellieten moet je daar rekening mee houden.
 
De middelpuntvliedende kracht is een zogeheten schijnkracht, dat wil zeggen een wiskundige truc om F = m.a ook in versnellende referentiestelsels te kunnen gebruiken. De discussie of die kracht onzin is laait op gezette tijden steeds weer op. Op internet is daar genoeg voor te vinden. Het bewijs dat dergelijke krachten een legitieme manier vormen om zaken in versnellende stelsels uit te rekenen is echter niet zo moeilijk, voor wie daar even voor gaat zitten.

[physicalattraction]

Volgens het equivalentiebeginsel uit de ART zou de fysische invloed bij een gravitatieveld en een overeenkomstige versnelling gelijk moeten zijn.

 
Inderdaad. Dus zou volgens de ART de halfwaardetijd van deeltjes die meedraaien op de evenaar wel degelijk af kunnen wijken van deeltjes die dat niet doen.
 
Deeltje in versnellend inertiaal stelsel => equivalent aan deeltje in gravitatieveld => tijddilatatie
 
@317070: je meldt heel stellig dat er geen invloed is. Kun je dat wat meer toelichten? Ik heb het idee dat we gewoon langs elkaar heen praten.

[317070]

@317070: je meldt heel stellig dat er geen invloed is. Kun je dat wat meer toelichten? Ik heb het idee dat we gewoon langs elkaar heen praten.

In het eigen referentiestelsel van het atoom verandert er helemaal niets. En dat is het relevante referentiestelsel voor de halveerwaardetijd. Dat een waarnemer buiten de aarde iets anders ziet, is niet zo relevant, vind ik.
 
Ook:

 
Sorry, ik ben een absolute leek op dit gebied, 

Misschien kunnen we dan beter niet over absolute techniciteiten beginnen, zoals dat voor astronauten de halveerwaardetijd van een deeltje op aarde wel degelijk een paar miljardsten afwijkt. Dat is gewoon verwarrend, moeilijk, en niet relevant voor een vraag in de sectie "Atoom- en deeltjesfysica".
 
Honestly, bij alle vragen waar het antwoord een 'tijd' of 'afstand' is, zou je er kunnen de relativiteitstheorie bij trekken. Over het algemeen heeft dat nul pedagogische waarde.

[tuander]

In het eigen referentiestelsel van het atoom verandert er helemaal niets. En dat is het relevante referentiestelsel voor de halveerwaardetijd. Dat een waarnemer buiten de aarde iets anders ziet, is niet zo relevant, vind ik.
 
Ook:
Misschien kunnen we dan beter niet over absolute techniciteiten beginnen, zoals dat voor astronauten de halveerwaardetijd van een deeltje op aarde wel degelijk een paar miljardsten afwijkt. Dat is gewoon verwarrend, moeilijk, en niet relevant voor een vraag in de sectie "Atoom- en deeltjesfysica".
 
Honestly, bij alle vragen waar het antwoord een 'tijd' of 'afstand' is, zou je er kunnen de relativiteitstheorie bij trekken. Over het algemeen heeft dat nul pedagogische waarde.

opmerking 1, een atoom gefixeerd op het aardoppervlak bevindt zich in feite in een baan om de aarde. Bevindt zich dus in een roterend referentiestelsel. En een roterend referentiestelsel is fundamenteel iets anders dan een referentiestelsel met een constante snelheid in rechte lijn.
 
opmerking 2. Ik stle mij zo voor dat bijvoorbeeld ook de positie van de atoomkern tussen de electronenwolken zou kunnen verschuiven als gevolg van vergrote zwaartekracht of centrifugaalkracht. Maar ik weet niet
 
opmerking 3, ik stel deze vraag inderdaad naar aanleiding van atoomklokken en relativiteitstheorie. Maar deze eigenschappen van een atoom horen mijns insziens meer thuis bij deeltjesfysica dan bij relativiteitstheorie, en is voor mij ook interessant buiten a.r.t. om. Vandaar dat ik de vraag hier gepost heb.
 
opmerking 4, De vraag of radiactief verval beinvloed wordt door centrifugaalkrachten heeft wellicht ook praktische consequenties, bijvoorbeel voor kernafval? Nou goed, dat laatste is wel heel speculatief.
 
Voor het overige wil ik iedereen danken voor de antwoorden. Ik ben weer wijzer, dank

[physicalattraction]

In het eigen referentiestelsel van het atoom verandert er helemaal niets. En dat is het relevante referentiestelsel voor de halveerwaardetijd. Dat een waarnemer buiten de aarde iets anders ziet, is niet zo relevant, vind ik.

 
Als dat atoom meedraait met de aarde, dan is dat referentiestelsel geen inertiaalstelsel. In kwantummechanische berekeningen maakt dit niet uit, want er zit geen ART in kwantummechanica. Maar misschien dat voor de volledigheid ART hier toch van belang is. In principe is het niet een heel moeilijk (voor te stellen) experiment om vervaltijd van deeltjes die wel en die niet in een cyclotron ronddraaien te meten, ik neem eigenlijk aan dat dit allang gedaan is.

[Professor Puntje]

Zie daarvoor:
 
http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/clock.html
 
De ART is voor het simpele geval van een cirkelvormige beweging niet nodig.

[tuander]

 
Als dat atoom meedraait met de aarde, dan is dat referentiestelsel geen inertiaalstelsel. In kwantummechanische berekeningen maakt dit niet uit, want er zit geen ART in kwantummechanica. Maar misschien dat voor de volledigheid ART hier toch van belang is. In principe is het niet een heel moeilijk (voor te stellen) experiment om vervaltijd van deeltjes die wel en die niet in een cyclotron ronddraaien te meten, ik neem eigenlijk aan dat dit allang gedaan is.

ook in klassieke mechanica mag je een roterend assenstelsel niet zomaar vervangen door een eenparig rechtlijnig bewegend assenstelsel. Dus welke vorm van mechanica ook je huidig geldende theorie is, hetzelfde probleem blijft zich voordoen.
 
Wat betreft het tweede punt: dat vermoed ik eigenlijk ook, een dergelijk experiment is makkelijk, en waarschijnlijk al lang gedaan. Alleen heb ik waarschijnlijk met de verkeerde zoekterm gezocht, en/of op de verkeerde plek. Nou goed, ik ben ook een beetje lui geweest, niet al te uitgebreid gezocht.

[Bladerunner]

Heeft deze middelpuntsvliedende kracht op de massadeeltjes binnen het atoom gevolgen voor de processen die zich hier afspelen.
 

Laat ik ook even een duit in het zakje doen.
 
Nee, absoluut niet. En wel om het volgende:
De sterke kernkracht waarmee de bouwstenen van b.v. een proton (dus quarks/gluon) bij elkaar blijven heeft een relative sterkte van 10³⁸ t.o.v. de normale allerdaagse zwaartekracht c.q. middelpuntvliedende kracht die dan op één wordt gesteld. Dus een proton of neutron ondervindt bij aardse omstandigheden geen enkele invloed. Dit zou dan pas gebeuren als door extreme omstandigheden zoals bij een zwart gat de zwaartekracht en/of middelpuntvliedende groter zouden worden dan de kernkracht.
 
Wel kunnen natuurlijk moleculen uit hun (kristal)structuur worden gerukt door middelpuntvliedende kracht want de kracht waarmee moleculen in materie bij elkaar blijven is veel geringer dan de kernkracht waarmee de individuele atoomkernen heel blijven.
 
Materie kan natuurlijk vervormd of uiteen gerukt worden door middelpuntvliedende kracht, maar op het breukvlak zijn de atomen c.q. moleculen zelf nog heel. De materie in zijn geheel ondervindt dus wel de kracht (en met verschillende waarden op verschillende plaatsten), maar op atomair niveau geldt dat niet meer.

[Bladerunner]

of bijvoorbeeld experimenten met atoomklokken en middelpuntsvliedende kracht?
 

Niet helemaal, maar wat het dichtsbij komt is het Hafele-Keating experiment waarbij een vliegtuig met een atoomklok rond de Aarde vloog en dat liet zien dat er inderdaad een verschil in tijd optrad na vergelijking met een klok die op aarde achterbleef. In zekere zin werdt die klok hoe gering ook aan een kracht blootgesteld. Maar dat is puur de vertraging van de tijd en heeft niets te maken met hoe de moleculen in die klok eventueel die verandering 'voelden'.

[tuander]

Dat Hafele-Keating experiment is dan wel een interessant soort experiment. Met een kleine aanpassing was het misschien betekenisvoller geweest voor dit onderwerp. Als met 2 vliegtuigen was gevlogen, 1 vliegtuig tegen de draairichting van de aarde in, en 1 vliegtuig met de draairichting van de aarde mee.
 
Maar dan nog betreft het een erg kleine middelpuntsvliedende kracht natuurlijk.
 
En als de sterke kernkracht een factor 10³⁸ groter is, dan valt op dat deel niet direct een invloed te verwachten door aardrotatie. Dank voor dat antwoord.
 
Dan blijf ik misschien nog zitten met een vraag over eventueel excentrische electronenwolken. En of een excentrische electronenwolk eventueel van invloed kan zijn op de kans dat de atoomkern geraakt wordt door een al dan niet geladen rondvliegend deeltje (neutron of kosmische straling bijvoorbeeld?)