Kapitel 1: Der Aufbau der Stoffe aus Teilchen

Sicher habt ihr schon festgestellt, dass nicht alle Stoffe den el. Strom leiten. Am Besten leiten Metalle den Strom. Habt ihr euch auch schon mal Gedanken darüber gemacht, warum das so ist? Nein??? Na dann wird es aber Zeit.

Stoffe, die den el. Strom gut leiten heissen auch so: man nennt sie Leiter. Demgegenüber stehen die Isolatoren - also die Stoffe, die den el. Strom eigentlich gar nicht leiten, sondern isolieren.

Aber weshalb leiten nun einige Stoffe gut den el. Strom und andere gar nicht???
Dazu müssen wir uns den Aufbau der Stoffe aus Teilchen etwas näher anschauen.

Wie ihr bereits wisst bestehen alle Stoffe aus kleinsten Teilchen, den Atomen. 

Blick ins Innere eines Stoffes durch ein Super-Mikroskop!

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Paul sieht im Super-Mikroskop sogar Atome deutlich ...

 Unter dem Super-Mikroskop erkennt man den Aufbau der Stoffe aus Atomen deutlich - und man sieht, dass die Atome thermische Schwingungen an ihrem Gitterplatz ausführen. Aber diese Atome sind nicht wirklich die kleinsten Teilchen! Auch sie bestehen wiederum aus noch kleineren Teilen - den Elementarteilchen. In der folgenden kleinen Animation siehst du, wie unsere einfache Vorstellung vom Atom als kleine Kugel verändert werden muss:

Der Aufbau des Atoms

Ein Atom unterm Mirkroskop :)

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Deutlich erkennen wir verschieden Bereiche:

Im Innern des Atoms befinden sich blaue und gelbe Teilchen.
Das sind die Protonen (el. positiv geladen) und die Neutronen (el. neutral). Diese beiden Arten von Elementarteilchen bilden zusammen den Atomkern!

Im Aussenbereich - der Atomhülle - kreisen die Elektronen um den Atomkern. Diese sind elektrisch negativ geladen.

Da es in jedem Atom genau so viel Elektronen wie Protonen gibt, also genau so viel negative wie positive Ladungen, ist das Atom insgesamt el. neutral! Die Atome verschiedener Stoffe unterscheiden sich nur in der Anzahl der Elementarteilchen im Kern und in der Hülle.Wenn ein Stoff nun aus sehr vielen solcher neutralen Atome besteht bilden sich oft so genannte Atomgitter.
Die folgende Animation zeigt ein solches Atomgitter:

Mikroskopischer Blick in einen Stoff!

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Betrachten wir die Animation in aller Ruhe, was ist zu erkennen?
Zuerst sieht der Körper aus, als wenn eine Masse von Atomen sich chaotisch durcheinander bewegen. Das ist aber nur der erste Eindruck, denn ...

... wenn wir uns das Ganze von der Seite anschauen erkennen wir eine gewisse Ordnung:
Die Atome bewegen sich nicht durch den Körper, sondern sie führen Schwingungen aus - und zwar auf der Stelle. Sie verlassen ihren Gitterplatz nicht!
Jede einzelne dieser roten Kugeln stellt ein Atom dieses Stoffes dar - die Animation zeigt, dass an Stelle jeder roten Kugel eigentlich ein komplexes System von Elementarteilchen schwingen müsste!
Der vierte Abschnitt der Animation zeigt deutlich, dass sich die Elektronen zusätzlich zur Schwingung des Atomes auch noch um den Atomkern bewegen!
Du siehst also, der Aufbau der Stoffe aus Teilchen ist gar nicht so kompliziert. Die Elementarteilchen mit ihren elektrischen Ladungen sind nun für die Elektrizität verantwortlich. Die elektrischen Ladungen auf den Elementarteilchen sind übrigens die kleinsten Ladungen die es gibt - die Elementarladungen!

Im nächsten Kapitel lernst du, weshalb einige Stoffe den elektrischen Strom leiten, aber andere nicht. Vorher sollst du aber nachweisen, dass du den Stoff bis hierher verstanden hast. Löse also die folgende Übung:
Wenn du dir auf dieser Seite alles gut durchgelesen hast, dann ist der folgende Lückentext sicher kein Problem mehr für dich!

[ Weiter mit den Leitern und Isolatoren ]