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WASSERSTOFF

Wasserstoff ist überall... Seine atomare Erscheinungsform ist gewissermaßen der Baustein des Universums.
Er ist auch sozusagen der Prototyp des "Atoms" - die einfachste materielle Manifestation. Deshalb beschäftigen wir uns in diesem Kapitel ausführlich mit diesem Element und erfahren, wie sich Protonen mit anderen Protonen vereinigen, um auf diese Weise die Vielfalt der Elemente zu erzeugen.
Die Linien des Wasserstoff-Spektrums werden uns im Kapitel PLANETEN eine besondere Überraschung bescheren!


     
     Die erste und einfachste Art eines Atoms haben wir bereits kennen gelernt: das Proton, ein Kugelfeld, welches um sich herum den Raum strukturiert bzw. polarisiert und daher eigentlich immer in der Sprache der Physik Ladung trägt. Je nach Form der Polarisation kann "negative" (linke) oder "positive" (rechte) Ladung auftreten, wir sprechen dann von negativen oder positiven Ionen. Das Atom kann auch gemischt (ungeordnet) polarisiert sein und daher den Eindruck erwecken, als wäre es "neutral". Bei Wasserstoff  ist dieser Zustand jedoch eher ein Sonderfall - denn hauptsächlich tritt dieses Atom im Wechselspiel der Elemente als Ion auf.

    Da Wasserstoff-Atome einander kräftig abstoßen, sind sie hauptsächlich  als Gas vorhanden. Dieses Gas kann nur unter hohem Druck und gleichzeitigem Energieentzug (Kühlung) flüssig bzw. fest (kristallin) werden. Das ist möglich, weil der elektromagnetische Schwingungszustand des Atoms durch Abstrahlung oder Absorption von "Wärme" beeinflusst werden kann.

     Über die universelle Bedeutung dieses Atoms kann man sich in jedem Chemie- und Physikbuch informieren, wir werden uns daher an dieser Stelle nur auf die wichtigsten Eigenschaften beschränken.  Ebenso wie alle anderen Atome manipuliert Wasserstoff elektromagnetische Informationen oder Energiezustände in Form von abgestrahltem oder absorbiertem "Licht". Aufgrund seiner Einfachheit hat das Wasserstoffatom bei der Erforschung der Atomstruktur und Lichtentstehung besondere Bedeutung erlangt. Als man seine Lichtbogenemissionen untersuchte, fand man eine seltsame Gesetzmäßigkeiten im Spektrum. Aufgrund dieser Gesetzmäßigkeiten entwickelte Niels Bohr ein Atommodell, das sehr erfolgreich war, obwohl man bald erkennen musste, dass das Atom keinesfalls dieser Quantenschalen - bzw. Orbitaltheorie entsprechen konnte.

     Bohr begründete seine Quantensprungtheorie der Lichtentstehung mittels der Betrachtung eines einzelnes Wasserstoff-Atoms. Wir fragen uns aber, ob man das Phänomen der Lichterzeugung tatsächlich den Elektronenwellen eines einzelnen, isolierten Atoms zuschreiben darf. So einsame Wasserstoff-Atome gibt es nämlich nirgendwo auf dieser Welt. Ein einziges Wasserstoff-Atom (Proton) wäre ja gar nicht denkbar; immer wird seine Existenz von anderen Atomen bedingt und aufrecht erhalten sein -  überwiegend wohl durch andere Wasserstoff-Atome...

     Sehen wir uns nun das Wasserstoff-Atom noch einmal genau an (Abbildung 10 ). Präzise definiert ist es kein so ideales Kugelfeld, wie wir es verallgemeinert haben. Stellen wir von dem Feld eine Momentaufnahme her, so erkennen wir, dass die beiden Stöße das Feld unsymmetrisch umrunden. Sind sie auf der einen Seite, so befindet sich auf der anderen zur selben Zeit - nichts, außer der Matrix, dem T.A.O.  Denken wir noch einmal an unser Ventilatorrad: Wollten wir ein zweites Rad in das erste schieben, so müssten wir nur darauf achten, dass die Flügel einander ausweichen. Die Räder müssten synchron laufen und beide könnten existieren, ohne einander zu stören (Abbildung 42).

Abb.10Abb.42Abb.43

     Wir nennen den Bereich, den sich beide Räder teilen, das Überlappungsintegral. Zwei Wasserstoff-Atome können sich aufgrund dieses Umstandes aneinander legen und ein gemeinsames Schwingungsbild aufrecht erhalten. Die Harmonie ihrer Elektronenwellen wird dadurch nicht gestört. Extreme Kühlung vergrößert das Überlappungsintegral in bestimmten Situationen so stark, dass sich mehrere Felder zu einem einzigen Feld ("Riesenatom") vereinigen können (Bose-Einstein-Kondensat). (siehe Fußnote 1!)

     Der gemeinsame Schwingungsbereich  ist bereits eine einfache Art von Bindung zwischen zwei Atomen; wir nennen sie die homöopolare Bindung. Sie führt dazu, dass sich die Elektronenwellen rund um das neue Gebilde erstrecken. Aber diese Bindung ist nicht sehr stark, sie wird hauptsächlich durch den Alldruck (Umgebungsdruck) aufrechterhalten. Es handelt sich ja um keine Totalvereinigung zweier Protonen, denn von der Krümmkraft spüren die beiden Atome gerade so viel, um sich locker miteinander zu befreunden. Wasserstoff kommt deshalb in der Regel als Pärchen vor. Wir bezeichnen so ein Pärchen als Wasserstoff-Molekel (H2). Die Kraft seiner Bindung - stärker als eine Gravitationswirkung zentraler Massen und schwächer als die Krümmkraft - erhielt den Namen Van der Waal'sche Kraft. Sie konnte auf Grund bisher gültiger Theorien nicht mit der Gravitation begründet werden, ist aber in Wahrheit natürlich ebenfalls eine Konsequenz des Alldrucks. Die richtige Betrachtungsweise ist dabei die, dass nicht eine "Bindung" zweier Felder entstanden ist, sondern sich ein neues, gemeinsames Feld gebildet hat - also von Bindungskräften gar nicht gesprochen werden dürfte!

      Das gemeinsame Impulsfeld stellt die Abbildung 43 dar. So sieht demnach ungefähr ein Wasserstoff-Molekel aus (zweidimensional projiziert). Die Tiefe des Ineinander-Eindringens wird bestimmt durch den Bewegungszustand (Energie) des Schwingungsbildes. Je mehr Energie diesem System zugeführt wird, desto weiter entfernen sich die Atome voneinander.

     Denkbar wäre, dass es zu weiteren Anlagerungen von Wasserstoff-Atomen kommt; Wasserstoff also, ähnlich wie Wasser, Ketten (Clusters) bildet. Dass dies nicht passiert, liegt an der Raumnutzung, wie wir gleich erkennen werden, wenn wir an der Form des Wasserstoff-Molekels noch eine Korrektur vornehmen. Zwei sich gegenüberstehende Felder üben stets das Abstoßungsprinzip aufeinander aus. Abgesehen vom Ort ihrer Überlappung stoßen sie den Rest des anderen Feldes von sich weg. Die Felder werden daher etwas deformiert. Wir könnten sagen, beide Felder verschatten gegenseitig den Alldruck etwas und pressen sich jeweils in diese Schatten hinein. Das endgültige Aussehen eines Wasserstoff-Molekels müsste darum ungefähr so sein, wie es die Abbildung 44 klarzumachen versucht.

Abb.44Abb.45 

     Der gegenseitige Druck verformt das Molekel zu einem keulenartigen oder hantelförmigen Gebilde (diese keulen- und hantelartigen Zustände könnte natürlich aus ganz gleichen Gründen ein einzelnes Wasserstoffatom annehmen). Dabei spielt auch die unmittelbare Umgebung eine Rolle, weil sich die Wasserstoff-Molekel meist unter ihresgleichen befinden und den Raum so dicht wie möglich ausfüllen. Aus dem Zusammenspiel von Eigendruck und Alldruck (Umgebungsdruck) entsteht daher in etwa ein Bild, wie es die Abbildung 45 zeigt.

Wir finden ein analoges Geschehen auch in den Feldern des Himmels, etwa bei Erde und Mond. So wird der Mond deutlich zu einer Art Birne verformt und förmlich in seinem Schatten festgehalten, während derselbe Vorgang die Erde zu einer Eiform quetscht und beiderseits Gezeiten verursacht. Es ist also nicht eine "Anziehungskraft" des Mondes, die das Wasser steigen lässt, sondern der durch den Mond verminderte Alldruck lässt dies zu (Abbildung 46).       

   

     Ein einzelnes Wasserstoff-Atom müsste schon sehr groß sein, um als Verursacher von Lichtwellen in Frage zu kommen. Das hat einfach Dimensionsgründe, da die Lichtwellenlänge kaum in einem Atom unterzubringen wäre. Ein Wasserstoff-Molekel liefert uns aber eher jene Wellenlängen, die wir vom Wasserstoff her kennen. Wenn wir davon ausgehen, dass jede Energiezufuhr aufgrund der Quantelung der Elektronenimpulse auch  nur  zu gequantelten Entfernungsveränderungen der beiden Felder führen kann, so stellen wir fest, dass sich infolge des geschilderten Verschattungseffektes die Proportionen des Molekels mit entsprechender Gesetzmäßigkeit verändern. Die Oberflächenverhältnisse des hantelförmigen Doppelfeldes werden also in ganz bestimmten Ausmaßen zueinander sprunghaft verschoben.

     Wir haben diese Verhältnisse in der Abbildung 47 herausprojiziert, indem wir einfach - ausgehend von gequantelten Entfernungszunahmen -  den Schatten des Drucks am jeweils anderen Feld einwirken lassen. Und nun kommt das Verblüffende: Die damit erzeugten Linienverhältnisse geben genau die Linien des Wasserstoffspektrums nach BALMER an! Wir haben die Verhältnisse vergrößert und der BALMER-Serie gegenübergestellt: Es sind dieselben Abstände! Das bedeutet, dass die Wellenlängen des Wasserstoffs etwas mit den Stirnoberflächen des Wasserstoffmolekels zu tun haben. Auch wenn man argwöhnt, dass das Molekel im Lichtbogen infolge der hohen Energie aufbricht, bleibt die gegenseitige Verschattung der Atome dennoch bestehen und damit ein derartiger Wirkungsmechanismus aufrecht. Dadurch offenbart sich, dass der Elektronenimpuls um die Atome neue Impulse mit zeitlicher Aufeinanderfolge auslöst, und diese Frequenzen der räumlichen Veränderung der Stirnflächen (l u. 2 der Abb.) entsprechen. Das können wir auf einfache geometrische Weise aufzeigen. Dass das Licht keine echte Welle ist, sondern eine zeitliche Aufeinanderfolge von Einzelimpulsen, sollten wir bei diesen Überlegungen nicht vergessen.

     Es entsteht stets eine "Wellenlänge" (3), welche die Größendimension des Molekels scheinbar weit übertrifft, aber diese Erklärung ist in vieler Hinsicht befriedigender als die Elektronensprünge Bohrs von Orbit zu Orbit, die den Schönheitsfehler haben, in krassem Widerspruch zur Elektrodynamik zu stehen und vom Wissen belastet zu sein, dass es ein planetenartig um den Kern kreisendes Elektron von vornherein nicht geben kann, da es schon nach wenigen Nanosekunden in den Kern stürzen müsste. Es würde (als Teilchen betrachtet) nämlich kontinuierlich Strahlungsenergie verlieren.

     Da die Atome stets sprunghaft ihre Abstände zueinander ändern - dies aufgrund des unvermeidlichen Einpendelns neuer Überlappungsintegrale -, agieren sie  nur in diskreten abgegebenen oder aufgenommenen Energiebeträgen.  Wir sehen, Quantenphysik ist keinesfalls eine Illusion!

     Es ist vorauszusehen, dass Elemente, die schon wegen ihrer chemischen Eigenschaften eine ähnliche Außenstruktur wie die des Wasserstoff-Atoms vermuten lassen, auch sehr ähnli­che Spektren liefern. So finden wir die Balmer-Serie wieder bei Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Lanthan und Francium. Elektronentheoretisch schreibt man allen diesen Elemen­ten ein Elektron auf der Außenhülle zu.

Das also haben wir festgestellt: Die gleichmäßigen Entfernungsveränderungen zweier (auch mehrerer) Felder zueinander führen aufgrund des Abstoßungsprinzips zu gequantelten Dimensionsveränderungen in den Feldern, die direkten Einfluss auf abgestrahlte Impulse, deren Frequenzen und Wellenlängen nehmen. Der Zusammenhang ist unübersehbar und leicht zu verstehen. Dieser Effekt ergibt sich deshalb, weil atomare Felder entsprechend ihrer Energiedichte den Alldruck (Umgebungsdruck, Druck bzw. Schub anderer Felder) teilweise "verschatten"  (abschirmen) und durch ihren eigenen Druck  (Abstoßung) ersetzen.

    Später wird uns dieser beim Wasserstoff entdeckte Verschattungseffekt des Alldrucks im Bereich des Makrokosmos eine überraschende Entdeckung bescheren und ein bis heute ungeklärtes Gesetz der Astronomie entschleiern!



1 Diese teilweise Überlagerung von H-Atomen wurde inzwischen bestätigt: Forscher der Technischen Universität Berlin stellten eine Arbeit vor, in der sie Streuversuche mit Elektronen im Wasser durchführten. Resultat war ein deutlicher Protonenschwund. Daß diese Teilchen unsichtbar wurden, oder verschwanden, zeigte bereits ein älterer Versuch mit Neutronen anstelle von Elektronen. Die Forscher vermuten nun, daß sich die Protonen über Zeiträume von weniger als einer Milliardstel Sekunde mit anderen Protonen überlagern. In der Quantenmechanik, wo Teilchen auch Eigenschaften einer Welle haben, kann sich durch eine solche destruktive Interferenz die Angriffsfläche verkleinern, die die Protonen den heranfliegenden Teilchen bieten. Demzufolge wäre die Formel H1, 5 0 die richtigere Bezeichnung für Wasser, sagen die Berliner. (Quelle Matrix News 16.11.2004)