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Molekularbewegung

Molekularbewegung

Als Brownsche Molekularbewegung wird die vom schottischen Botaniker Robert Brown im Jahr 1827 wiederentdeckte, thermisch getriebene Eigenbewegung der Moleküle bezeichnet. Weniger bekannt ist, dass bereits 1785 Jan Ingenhousz die Bewegung von Holzkohlestaub auf Alkohol beschrieb. Brown beobachtete unter dem Mikroskop, wie Pollen in einem Wassertropfen unregelmäßig zuckende Bewegungen machten. Die Erklärung dafür liefern die Moleküle des Wassertropfens, die permanent von allen Seiten gegen die größeren, sichtbaren Pollenteilchen stoßen, wie die Physiker Albert Einstein und Marian von Smoluchowski unabhängig voneinander im Jahr 1905 zeigten. Diffusion und Osmose basieren auf dieser Molekularbewegung. Ursprünglich nahm Brown an, dass dies ein Hinweis auf die Lebenskraft sei, die lange Zeit von Wissenschaftlern als existent vermutet wurde, siehe Organische Chemie. Aber den Effekt konnte er schließlich auch an eindeutig unbelebten Staubkörnern beobachten.

Mathematisches Modell

Mathematisch ist eine brownsche Bewegung B = (B_t)_ ein zentrierter Gauß-Prozess mit Kovarianzfunktion Cov(B_t,B_s) = \mathop(t,s) für alle t,s \geq 0. Der resultierende stochastische Prozess ist heute zu Ehren von Norbert Wiener, der die wahrscheinlichkeitstheoretische Existenz desselben 1923 bewies, als Wiener-Prozess bekannt. Viele wichtige Details sind im Artikel dort zu finden. Es gibt mehrere Möglichkeiten, eine brownsche Bewegung zu konstruieren:
- die abstrakte Konstruktion anhand des Schemas von Kolmogorow, wobei man dann Probleme mit der Pfadstetigkeit bekommt.
- die Lévy-Ciesielski-Konstruktion: hierbei wird die Brown'sche Bewegung mit Hilfe der durch das Haarsystem auf C([0,1]) induzierten Schauderbasis bereits als stochastischer Prozess mit stetigen Pfaden konstruiert.
- Seien Z_3, Z_1, ... unabhängig, identisch verteilt und standardnormalverteilt \sim \mathcal (0, 1). Dann ist S(t) = Z_0 t + \sum_^\infty Z_k \frac eine brownsche Bewegung. Die brownsche Bewegung spielt auch bei der Simulation von Aktienkursverläufen eine Rolle.

Siehe auch


- Brownsche Brücke
- Geometrische brownsche Bewegung
- Diffusionsbegrenztes Wachstum

Weblinks


- [http://schulen.eduhi.at/riedgym/physik/10/waerme/temperatur/brownsche_bewegung.htm Anschauungsmaterial (www.eduhi.at)]
- [http://www.wiley-vch.de/berlin/journals/adp/historic.html A. Einstein, Annalen der Physik und Chemie, IV. Folge, Band 17, S. 549-560 (1905)]
- [http://www.math.princeton.edu/~nelson/books/bmotion.pdf E. Nelson, Dynamical Theories of Brownian Motion]
- [http://www.cornelsen.de/physikextra/htdocs/Teilchen1.html Java-Applet zu Brown'schen Molkular-Bewegung] Kategorie:Statistik Kategorie:statistische Physik Kategorie:1827 ja:ブラウン運動

Robert Brown (schottischer Botaniker)

] Robert Brown (
- 21. Dezember 1773 in Montrose; † 10. Juni 1858 in London) war ein schottischer Botaniker. Brown studierte an der Universität Edinburgh Medizin und Botanik. 1795 wurde er als Militärarzt in Irland stationiert. Er sammelte dort zahlreiche Pflanzen und begegnete dem Londoner Botaniker Sir Joseph Banks, der ihm die Teilnahme an einer Reise nach Australien auf einem Vermessungsschiff ermöglichte. Brown sammelte und studierte dort von 1801 bis 1805 fast 4000 weitgehend unbekannte Pflanzenarten. Nach seiner Rückkehr war er bis 1810 mit der Bearbeitung dieser Sammlung beschäftigt, veröffentlichte seine Ergebnisse schließlich und verwaltete dann als Bibliothekar bei der Linnaean Society auch Joseph Banks' umfangreiche Sammlungen an Büchern und Pflanzen. Nach Banks' Tod gingen dessen Sammlungen an das British Museum, und Brown erhielt dort eine Stelle als Bibliothekar und Kurator der Botanischen Sammlungen. Von 1849 bis 1853 war Brown Präsident der Linnean Society und veröffentlichte zahlreiche Schriften. Browns erste floristische Arbeiten bestanden in der Untersuchung der Moose, die damals noch sehr unzureichend erforscht waren. Dabei wurde ihm klar, dass auch für die systematische Einordnung von Pflanzen nach dem natürlichen System von Augustin Pyrame de Candolle genaue histologisch-anatomische Studien mit Hilfe des Mikroskops sehr erfolgversprechend waren. So gelangen ihm entscheidende Entdeckungen zur Pflanzenmorphologie. Er erkannte die grundsätzlichen Unterschiede im Bau der Samenanlagen von Nadelhölzern und Palmfarnen (Cycadophyta) im Vergleich zu anderen höheren Pflanzen und grenzte sie als Nacktsamer (Gymnospermen) von den Blütenpflanzen (Magnoliophyta) ab. Er untersuchte auch die Entwicklung von Samenanlagen und unterschied so erstmalig Intergumente, Nucellus und Embryosack sowie Endosperm und Perisperm. Beim Studium des Befruchtungsprozesses bei Orchideen bemerkte er in den Zellen immer wieder einen kleinen Körper, den zwar andere vor ihm schon gesehen hatten, dessen Bedeutung sie jedoch verkannten. 1831 gab Brown ihm den Namen Nucleus und maß ihm eine wichtige Rolle bei der Embryonalentwicklung zu. Mit dieser Entdeckung des Zellkerns beeinflusste Brown unter anderem den Botaniker Matthias Jacob Schleiden und nahm so Einfluss auf die Entstehung der Zelltheorie. Die Grundlagen für die bekannteste Entdeckung Browns, die Brownsche Bewegung, liegen außerhalb des Gebietes der Botanik und wurden erst 1905 durch Albert Einstein und 1906 durch Marian von Smoluchowski aufgeklärt. Brown, Robert Brown, Robert Brown, Robert Brown, Robert Brown, Robert Brown, Robert ja:ロバート・ブラウン

1827

Ereignisse


- BSG 1827 Eckbauer e. V. wird gegründet (Deutschlands ältester Schachverein). Dieser existiert noch heute in Berlin, jetzt unter dem Namen Berliner Schachgesellschaft 1827 Eckbauer e. V.
- Benoit Clapeyron findet die allgemeine Zustandsgleichung idealer Gase (Clausius-Clapeyron-Gleichung)
- In weiten Teilen Deutschlands und Frankreichs wird die Plenterung verboten, um den rapiden Rückgang der Wälder aufzuhalten und die Holznot zu bekämpfen (siehe auch: Geschichte des Waldes in Mitteleuropa)
- Zarafa, erste Giraffe in Europa
- Bremerhaven wird gegründet

Kultur


- 30. Januar: Uraufführung der komischen Oper L'Artisan von Fromental Halévy an der Opéra-Comique in Paris
- 8. März: Uraufführung der Oper Gli Arabi nelle Gallie ossia Il Trionfo della fede (Die Araber in Gallien oder Der Triumph der Treue) von Giovanni Pacini am Teatro alla Scala di Milano in Mailand
- 29. April: Uraufführung der Oper Die Hochzeit des Gamacho von Felix Mendelssohn Bartholdy im Schauspielhaus in Berlin
- 27. Oktober: Uraufführung der Oper Il pirata (Der Pirat) von Vincenzo Bellini am Teatro alla Scala di Milano in Mailand
- 3. November: Uraufführung der komischen Oper Le Roi et le batelier von Fromental Halévy an der Opéra-Comique in Paris
- 28. Dezember: Uraufführung der Oper Le Mal du pays ou La Bâtelière de Brientz von Adolphe Adam am Théâtre du Gymnase in Paris

Geboren


- 3. Januar: Michel Rodange, luxemburgischer Schriftsteller († 1876)
- 27. Januar: Jozef Israëls, niederländischer Maler jüdischer Herkunft († 1911)
- 30. Januar: Wilhelm Heine, deutscher Maler und Reisender († 1885)
- 6. Februar: Ludwig Eichrodt, deutscher Schriftsteller († 1892)
- 11. Februar: Tony Franck, deutsche Pianistin († 1875)
- 17. Februar: Georg von Liebig, deutscher Mediziner und Klimatologe († 1903)
- 18. Februar: Heinrich Brugsch, deutscher Ägyptologe († 1894)
- 6. März: Wilhelm Carl Heraeus, deutscher Apotheker und Chemiker, Gründer der Firma Heraeus († 1904)
- 8. März: Wilhelm Heinrich Immanuel Bleek, deutscher Sprachwissenschaftler († 1875)
- 11. März: Franz Magnus Böhme, Musiklehrer, deutscher Volksliedforscher und -sammler († 1898)
- 20. März: Alexander Spengler, Arzt und badischer Revolutionär
- 2. April: William Holman Hunt, britischer Maler († 1910)
- 5. April: Joseph Lister, britischer Mediziner († 1912)
- 10. April: Lew Wallace, US-amerikanischer Militär, Politiker und Schriftsteller († 1905)
- 23. April: Johann Friedrich von Schulte, Professor für Zivil- und Kirchenrecht († 1914)
- 4. Mai: Eduard Fürstenberg, Gründer des ersten Vereins für gehörlose Menschen in Deutschland
- 4. Mai: John Hanning Speke, britischer Afrikaforscher († 1864)
- 11. Mai: Elisabeth Rosenthal, Gründerin der ersten privaten höheren Mädchenschule in Magdeburg († 1891)
- 13. Mai: Josef Plachutta, deutscher Schachspieler († 1883)
- 16. Mai: Petrus Josephus Hubertus Cuypers, holländischer Architekt († 1921)
- 12. Juni: Johanna Spyri, Schweizer Schriftstellerin († 1901)
- 30. Juni: Charles Brown, Englischer Maschinenkonstrukteur († 1905)
- 8. Juli: Nikolaus Friedrich Peter, († 1900)
- 8. Juli: Robert Henze, deutscher Bildhauer
- 17. Juli: Frederick Augustus Abel, englischer Chemiker, († 1902)
- 24. Juli: Francisco Solano López, Präsident Paraguays († 1870)
- 5. August: Manuel Deodoro da Fonseca, brasilianischer Marschall und erster Präsident († 1892)
- 10. August: Adalbert Falk, preußischer Kultusminister († 1900)
- 20. August: Charles De Coster, belgischer Schriftsteller († 1879)
- 20. August: Josef Strauß, österreichischer Komponist und Dirigent († 1870)
- 30. August: Gisela von Arnim, deutsche Schriftstellerin († 1889)
- 15. September: Karl Rudolf Friedenthal, deutscher Politiker, Jurist und Unternehmer († 1890)
- 16. Oktober: Arnold Böcklin, schweizerischer Maler, Zeichner, Graphiker und Bildhauer († 1901)
- 29. Oktober: Marcellin Berthelot, französischer Chemiker und Politiker († 1907)
- 2. November: Paul Anton de Lagarde, deutscher Kulturphilosoph und Orientalist († 1891)
- 18. November: Mehmed Ali Pascha, türkischer Feldherr deutscher Abstammung († 1878)
- 19. November: Johann Gottlieb Christaller, Missionar und Sprachforscher († 1895)
- 21. November: Martin Traugott Blumner, deutscher Komponist und Musiktheoretiker († 1901)
- 26. November: Ellen Gould White, Mitbegründerin und Prophetin der Siebenten-Tags-Adventisten († 1915)
- 15. Dezember: Joseph Halèvy, französischer Orientalist († 1917)
- 23. Dezember: Wilhelm von Tegetthoff, österreich-ungarischer Admiral († 1871)
- 25. Dezember: Friedrich Wilhelm Grimme, deutscher Schriftsteller, Heimatdichter und Botaniker († 1887)
- 29. Dezember: Karl Otto Weber, deutscher Chirurg und Pathologe († 1867)
- 31. Dezember: Hans Wachenhusen, deutscher Schriftsteller

Gestorben


- 5. Januar: Friedrich August York und Albany, Fürstbischof von Osnabrück (
- 1763)
- 11. Februar: José Lidón, spanischer Komponist (
- 1748)
- 17. Februar: Johann Heinrich Pestalozzi, Schweizer Pädagoge (
- 1746)
- 22. Februar: Charles Wilson Pealé, US-amerikanischer Porträt- und Landschaftsmaler (
- 1741)
- 5. März: Alessandro Volta, italienischer Physiker (
- 1745)
- 5. März: Pierre Simon Laplace, französischer Mathematiker und Astronom (
-  1749)
- 26. März: Ludwig van Beethoven, deutscher Komponist (
- 1770)
- 3. April: Ernst Florens Friedrich Chladni, deutscher Naturwissenschaftler (
- 1756)
- 13. April: Hugh Clapperton, englischer Afrikaforscher (
- 1788)
- 22. April: Thomas Rowlandson, britischer Maler und Karikaturist (
- 1756)
- 26. April: János Bihari, ungarischer Komponist („Zigeunergeiger“) (
- 1764)
- 5. Mai: Friedrich August III., Kurfürst von Sachsen (
- 1750)
- 31. Mai: Pierre Louis Prieur, französischer Politiker (
- 1756)
- 20. Juni: Karl Philipp Conz, deutscher Dichter und Schriftsteller (
- 1762)
- 26. Juni: Christian August Vulpius, deutscher Schriftsteller (
- 1762)
- 26. Juni: Samuel Crompton, britischer Erfinder (
- 1753)
- 8. Juli: Robert Surcouf, französischer Marineoffizier und Korsar
- 14. Juli: Augustin Jean Fresnel, französischer Physiker und Ingenieur (
- 1788)
- 29. Juli: Johann Martin Usteri, schweizerischer Dichter (
- 1763)
- 2. August: James Hewitt, US-amerikanischer Komponist (
- 1770)
- 3. August: Lorenz Leopold Haschka, österreichischer Lyriker (
- 1749)
- 8. August: George Canning, britischer Politiker und Regierungschef (
- 1770)
- 12. August: William Blake, britischer Dichter, Mystiker und Maler (
- 1757)
- 12. September: Anton Will, Professor für Veterinärmedizin (
- 1756)
- 1. Oktober: Johann Ludwig Wilhelm Müller, deutscher Dichter (
- 1794)
- 1. Oktober: Wilhelm Müller, deutscher Dichter (
- 1794)
- 3. Oktober: Franz Michael Vierthaler, Pädagoge und Schulreformer, Schriftsteller und Journalist (
- 1758)
- 6. November: Bartolomeo Campagnoli, italienischer Violinist, Komponist und Dirigent (
- 1751)
- 18. November: Wilhelm Hauff, deutscher Schriftsteller und Märchenerzähler (
-  1802)
- 28. Dezember: Robert Woodhouse, britischer Professor der Mathematik (
- 1773) ko:1827년 simple:1827

Moleküle

Ein Molekül (älter auch: Molekel) ist ein Teilchen, das aus mindestens zwei zusammenhängenden Atomen besteht, welche durch kovalente Bindungen verbunden sind. Moleküle stellen die kleinsten Teilchen dar, die die Eigenschaften des zugrundeliegenden Stoffes haben. Es gibt Moleküle, die aus einem einzigen Element aufgebaut sind (O2, N2, P4 u.v.m), die meisten Moleküle sind aber Verbindungen aus Nichtmetallen mit einem (oder mehr) weiteren Nichtmetallen oder Halbmetallen. Einen etwas größeren Verbund von gleichartigen Atomen nennt man Cluster.

Bindungsart in Molekülen

In Molekülen halten die verbundenen Atome über gemeinsame Elektronenpaare zusammen. Man nennt solche Bindungen auch Atombindung, Elektronenpaarbindung oder kovalente Bindung. Wenn auch die einzelnen Atome keine vollen Elementarladungen haben, also nicht als Ionen vorliegen, kann es durch unsymmetrisch verteilte Bindungselektronenpaare zu Teilladungen kommen. Man unterteilt deshalb die Atombindungen in:
- kovalente Bindung / unpolare Atombindung - Differenz der Elektronegativität der Bindungspartner ist 0. Diese Art der Bindung kommt genau genommen nur bei Elementmolekülen, d.h. bei Molekülen, die nur aus einer Atomart zusammen gesetzt sind, vor. Man fasst im weiteren Sinne allerdings auch Bindungen zwischen Atomen (z.B. zwischen C und H) als kovalente Bindungen auf, deren Differenz der Elektronegativität größer 0 und kleiner 0,4 ist.
- polare Bindung - Differenz der Elektronegativität der Bindungspartner ist größer 0,4 und kleiner 1,8.

Zwischenmolekulare Kräfte (sortiert nach abnehmender Stärke)

Zwischen den Molekülen können verschiedene Kräfte wirken, die sich zum Beispiel auf die Siede- und Schmelztemperatur und die Löslichkeitseigenschaften auswirken können.
- Wasserstoffbrückenbindung
- Dipol-Dipol-Kräfte
- van-der-Waals-Kräfte

Darstellung

Der Aufbau eines Moleküls kann auf verschiedene Arten beschrieben werden. Die Summenformel eignet sich für einfache Moleküle, insbesondere anorganische Moleküle, z.B. H2O für Wasser oder NH3 für Ammoniak. Sie enthält die Atomsymbole der im Molekül enthaltenen Elementsorten, deren Anzahl über einen Index (die tiefgestellte Zahl) angegeben ist. Die Wirkung von Intermolekularen Kräften ist auch bei kleineren Molekülen von der räumlichen Struktur der Moleküle abhängig. Zur Beschreibung dieser Struktur dient die VSEPR-Theorie. Bei komplexeren Molekülen, wie sie vor allem in der organischen Chemie vorkommen, liefert eine Summenformel oft keine ausreichende Beschreibung, da es verschiedene Moleküle mit der gleichen Summenformel (Isomere) geben kann. Deshalb wird dazu die Strukturformel verwendet, die den Aufbau graphisch darstellt. In einigen Fällen, spiegelbildlich gebauten Molekülen, den Enantiomeren, gibt auch die Strukturformel nicht ausreichend Aufschluss über die nach außen wirksame Struktur. Hier werden Fischer- und Haworth-Projektion verwendet. Bei hochkomplexen Molekülen wie Proteinen oder polymeren Kohlenhydraten spielt die räumliche Darstellung eine noch größere Rolle. Man versucht, räumliche Darstellungen über Farbgebung zu erreichen (Bsp.: Hämoglobin). Man spricht dann - je nach Ebene - von der Primärstruktur (bei Proteinen durch die Abfolge der Aminosäuren definiert), der Sekundärstruktur (Auffaltung zu einer Helix oder einem Faltblatt), der Tertiärstruktur (Auffaltung der Sekundärstruktur zu Kugeln oder Fasern ) und der Quartärstruktur. (siehe hierzu: Protein)

Siehe auch:


- Chemische Bindung
- Atombindung
- Ionenbindung
- Molekularphysik
- Molekülbaukasten
- Ölfleckversuch Kategorie:Chemie Kategorie:Genetik Kategorie:Atomphysik als:Molekül ja:分子 ko:분자 simple:Molecule th:โมเลกุล Kategorie:Chemie

Pollen

Der Pollen wird von Samenpflanzen zur geschlechtlichen Fortpflanzung produziert. Ein Pollenkorn enthält den haploiden Teil des Erbguts einer Blütenpflanze. In den bedecktsamigen Pflanzen werden die Pollen in Blüten produziert, bei den Nacktsamern spricht man von Zapfenblüten.

Verbreitung der Pollen

Der Pollen wird vom Wind (Anemogamie), Wasser (Hydrogamie), oder Zoogamie: durch Insekten, Vögel (siehe unter: Vogelblüte) und andere Tiere verbreitet. Dabei wird der Pollen von einer auf eine andere Blüte übertragen (Bestäubung). Manche Pflanzen (z.B. die Orchideen) haben eine enge Symbiose mit einer Insektenart entwickelt, so dass das Aussterben der Pflanze das des Insektes mit sich zieht.

Entwicklung und Bildung des Pollenkorns

Pollenkörner werden in den Pollensäcken der Anthere des Androeceums gebildet. Sie werden von den Pollenmutterzellen (auch Mikrosporenmutterzellen genannt) durch zwei aufeinanderfolgende Zellteilungen, wovon eine eine meiotische ist, gebildet. Es sind nun vier Pollenkörner entstanden, die auch Mikrosporen oder Meiosporen genannt werden. Vor der Öffnung der Antheren teilen sich die Pollenkörner in eine große vegetative Zelle (der Pollenschlauchzelle) und einer kleinen generativen Zelle (antheridiale Zelle genannt). Letztere teilt sich dann nochmals in zwei Spermazellen, so dass zum Zeitpunkt des Bestäubens die Pollenkörner dreizellig sind. Antheren (Helianthus annuus), Prunkwinde (Ipomea purpurea), Sildalcea malviflora, Nachtkerze (Oenothera fruticosa) and Rizinus (Ricinus communis).]]

Aufbau und Funktion

Der Pollen einer jeden Pflanzenart zeigt eine charakteristische Oberflächenstruktur der Pollenwand, die eine Zuordnung zu Familien und teilweise auch bis zur Art erlaubt. Die Pollenwand (auch Sporoderm genannt) besteht aus zwei Teilwänden. Die innere Wand wird als Intine bezeichnet und besteht aus Pektinen und Zellulose. Die Exine (also die äußere Wand) besteht dagegen aus Sporopollenin, einer von der Struktur her an Kork erinnernde Substanz, die äußerst widerstandsfähig und langkettig ist. Auf ihr sind nach außen Stäbchen (Bacula) aufgelagert, die am äußeren Ende zu einem Dach, dem Tectum verschmolzen sind. Auf der inneren Seite bildet sie die Nexine (das Wort stammt aus nicht skulptierte Exine) aus. Auf dem Tectum aufgelagert oder in den Zwischenräumen der Bacula befindet sich eine ölige Substanz: das Pollenkitt. Auch andere Substanzen, die unter anderen die Erkennung von eigenen oder fremden Pollen erlauben, befinden sich dort. An den Pollenkörnern befinden sich eine oder meist mehrere Keimöffnungen (Aperturen). Hier fehlt die äußere Exine-Schicht. Durch sie hindurch kann dann die Intine als Pollenschlauch hindurch wachsen und dann den Pflanzenembryo bilden. Je nach Art und Anzahl der Öffnungen können ganze Pflanzenklassen unterteilt werden. So kommen monocolpate (also Pollenkörner mit nur einer Keimöffnung) bei den Einkeimblättrigen vor und tricolpate (solche mit drei Öffnungen oder Furchen) sind für Dreifurchenpollen-Zweikeimblättrige typisch.

Ausbreitung

Da Pollen durch den Wind weit verbreitet wird und oft in Seesedimenten oder Torfen erhalten bleibt, ist er in der Geologie und Klimaforschung von großem Interesse. Anhand des gefundenen Pollens kann man auch Rückschlüsse z.B. auf die Geschichte des Waldes in Mitteleuropa und damit auch auf das Klima einer geologischen Periode ziehen. Die sich mit dieser Thematik beschäftigende Wissenschaft nennt man Palynologie. Daneben ist der vom Wind verbreitete Pollen für viele Menschen mit Allergien problematisch.

Pollenflugkalender

In Mitteleuropa sind folgende Pollenarten üblicherweise anzutreffen im ...
- Januar: Hasel
- Februar: Erle, Hasel
- März: Erle, Pappel, Ulme, Weide
- April: Birke, Eiche, Erle, Esche, Flieder, Gräser, Hainbuche, Hasel, Pappel, Raps, Rotbuche, Ulme, Weide, Wiesenfuchsschwanz
- Mai: Birke, Eiche, Flieder, Gerste, Gräser, Hafer, Hainbuche, schwarzer Holunder, Hopfen, Linde, Plantane, Robinie, Roggen, Raps, Rotbuche, Spitzwegerich, Wiesenfuchsschwanz
- Juni: Brennnessel, Gänsefuß, Gräser, Hainbuche, schwarzer Holunder, Jasmin (falscher), Liguster, Linde, Mais, Raps, Roggen, Robinie, Spitzwegerich
- Juli: Beifuß, Brennnessel, Gänsefuß, Glaskraut, Gräser, Liguster, Mais, Traubenkraut, Raps, Roggen, Spitzwegerich
- August: Beifuß, Brennnessel, Gänsefuß, Glaskraut, Gräser, Mais, Traubenkraut, Roggen, Spitzwegerich, Wiesenschwingel
- September: Beifuß, Brennnessel, Gänsefuß, Glaskraut, Glatthafer, Gräser, Mais, Traubenkraut, Spitzwegerich, Wiesenschwingel
- Oktober: Brennnessel, Gänsefuß, Glaskraut, Gräser, Traubenkraut

Siehe auch


- Pollenkorona
- Blütenpollen

Weblinks


- [http://www.pollenwarndienst.at/ Pollenwarndienst für Österreich]
- [http://www.pollenflug.de/ Pollenwarndienst für Deutschland]
- [http://www.pollenflug-nord.de/ Pollenwarndienst für Nord-Deutschland]
- [http://www.watchtower.org/languages/deutsch/library/g/2003/7/22a/article_01.htm "Pollen - Wunder oder Plage?" Online-Zeitschriftenartikel]
- [http://www.bienenlehrpfad.at Bienenlehrpfad Göriach]
- [http://www.wissenschaft.de/wissen/news/256059.html www.wissenschaft.de: Der Doppelschlag der Pollenkörner] Eingebauter Verstärker macht Allergikern zusätzlich zu schaffen Kategorie:Botanik Kategorie:Bienenzucht ja:花粉

Albert Einstein

Albert Einstein (
- 14. März 1879 in Ulm; † 18. April 1955 in Princeton, USA) gilt als einer der bedeutendsten Physiker des 20. Jahrhunderts. Seine Beiträge zur theoretischen Physik veränderten maßgeblich das physikalische Weltbild. Einsteins Hauptwerk ist die Relativitätstheorie, die das Verständnis von Raum und Zeit revolutionierte. Im Jahre 1905 erschien seine Arbeit mit dem Titel „Zur Elektrodynamik bewegter Körper“, deren Inhalt heute als spezielle Relativitätstheorie bezeichnet wird. 1916 publizierte Einstein die allgemeine Relativitätstheorie. Auch zur Quantenphysik leistete er wesentliche Beiträge: Für seine Erklärung des photoelektrischen Effekts, die er ebenfalls 1905 publiziert hatte, wurde ihm 1921 der Nobelpreis für Physik verliehen. Seine theoretischen Arbeiten spielten – im Gegensatz zur populären Meinung – beim Bau der Atombombe und der Entwicklung der Kernenergie keine bedeutende Rolle. A. Einstein gilt heute für viele als Inbegriff des Forschers und Genies. Er nutzte jedoch seinen erheblichen Bekanntheitsgrad auch außerhalb der naturwissenschaftlichen Fachwelt bei seinem Einsatz für Völkerverständigung und Frieden. In diesem Zusammenhang verstand er sich selbst als Pazifist, Sozialist und Zionist.

Leben

Jugend

Zionist Die Eltern Hermann Einstein (
- 30. August 1847 Buchau, Württemberg, † 10. Oktober 1902 Mailand) und Pauline Einstein (geb. Koch,
- 8. Februar 1858 Bad Cannstatt, Württemberg, † 20. Februar 1920 Berlin) entstammten beide alteingesessenen jüdischen Familien, die schon seit Jahrhunderten im schwäbischen Raum ansässig waren. Die Großeltern väterlicherseits trugen noch traditionell jüdische Namen, Abraham und Hindel Einstein. Mit den Eltern Albert Einsteins änderte sich das. Sein Vater Hermann Einstein stammte aus Buchau, einer kleinen schwäbischen Stadt, in der bereits seit dem Mittelalter eine bedeutende Judengemeinde existierte. Der erste namhaft nachgewiesene Vorfahre Albert Einsteins, ein aus dem Bodenseeraum stammender Pferde- und Tuchhändler namens Baruch Moses Ainstein, wurde im 17. Jahrhundert in die Gemeinde aufgenommen. Auf den Grabsteinen des Buchauer Judenfriedhofs sind noch heute die Namen vieler Verwandter Einsteins zu finden; so war u. a. auch der letzte Jude Buchaus ein gewisser Siegbert Einstein, Großneffe des Physikers, der das KZ Theresienstadt überlebt hatte und in der Nachkriegszeit zeitweise zweiter Bürgermeister der Stadt Buchau war. Albert wuchs in einer assimilierten, nicht strenggläubigen deutsch-jüdischen Mittelstandsfamilie heran. Einstein sagte später: : „Die Stadt der Geburt hängt dem Leben als etwas ebenso Einzigartiges an wie die Herkunft von der leiblichen Mutter. Auch der Geburtsstadt verdanken wir einen Teil unseres Wesens. So gedenke ich Ulm in Dankbarkeit, da es edle künstlerische Tradition mit schlichter und gesunder Wesensart verbindet.“ Ulm Die Familie zog bereits 1880 nach München, wo sein Vater und sein Onkel eine eigene Fabrik für elektrische Geräte (Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie) gründeten. Die Firma seines Vaters war für das erste elektrische Licht auf dem Münchner Oktoberfest verantwortlich und verkabelte auch Teile des Münchner Stadtteils Schwabing. Drei Jahre nach Albert wurde seine Schwester Maria („Maja“;
- 18. November 1881 München; † 25. Juni 1951 Princeton, New Jersey, USA) geboren. Ob Albert schon zu jener Zeit an die Isar kam, oder erst als Sechsjähriger 1885, ist unter Historikern umstritten. Gesichert ist dagegen, dass die Familie ein Gebäude im Hinterhof der Adlzreiterstraße 12 oder 14 bewohnte (heute Anwesen Lindwurmstraße 127 in München-Sendling). Eine veritable Hochbegabung war in seiner Jugend nicht abzusehen. So begann Albert erst im Alter von drei Jahren zu sprechen. In der Schule war er ein aufgeweckter, bisweilen gar aufrührerischer Schüler. Seine Leistungen waren gut bis sehr gut, weniger in den Sprachen, herausragend jedoch in den Naturwissenschaften. Einstein las populärwissenschaftliche Bücher und verschaffte sich selbst einen Überblick über den Forschungsstand. 1884 begann er mit dem Violinspiel und erhielt Privatunterricht. Im Jahr darauf kam er in die Volksschule, ab 1888 besuchte er das Luitpold-Gymnasium. Die Firma des Vaters und des geliebten Onkels war inzwischen eingegangen, die Familie nach Mailand weitergezogen. Albert blieb allein in München um die Schulausbildung zu beenden. Doch das von Zucht und Ordnung geprägte Schulsystem des Deutschen Kaiserreiches war ihm bald zuwider und er machte daraus keinen Hehl. Lehrer warfen ihm vor, seine Respektlosigkeit würde auf Mitschüler abfärben. Trotzig entschloss sich Einstein 1894, die Schule ohne Abschluss zu verlassen und seiner Familie nach Mailand zu folgen. Um dem Armeedienst zu entgehen, gab er seine deutsche Staatsbürgerschaft auf, wurde somit fürs Erste staatenlos und trat ferner aus der jüdischen Religionsgemeinschaft aus.

Schweiz

1894 Dem Wunsch seines Vaters, Elektrotechnik zu studieren, kam Einstein nicht nach. Stattdessen folgte er dem Hinweis eines Freundes der Familie und bewarb sich um einen Studienplatz am Zürcher Polytechnikum, der heutigen Eidgenössischen Technischen Hochschule. Da er kein Abiturzeugnis hatte, musste er im Sommer 1895 eine Aufnahmeprüfung ablegen, die er – als jüngster Teilnehmer mit 16 Jahren – jedoch nicht bestand. Statt der notwendigen intensiven Vorbereitung hatte er Reisen durch Norditalien den Vorzug gegeben. So meisterte er zwar den naturwissenschaftlichen Teil mit Bravour, seine Allgemeinbildung ließ jedoch zu wünschen übrig. Dass Einstein allgemein ein schlechter Schüler war, ist hingegen ein bloßes Gerücht. Es beruht auf Einsteins erstem Biografen, der das Benotungssystem der Schweiz mit dem Deutschlands verwechselte. In Deutschland gilt die 1 als beste Note, in der Schweiz die 6. Auf Vermittlung des von ihm überzeugten Rektors und Physikers Heinrich Weber besuchte er im Folgejahr die liberal geführte Kantonsschule in Aarau und erwarb dort die Matura. Während dieser Zeit kam er bei der Familie Winteler unter, deren Sohn Paul 1910 seine Schwester Maja heiratete. Mit Beginn des akademischen Jahres 1896 nahm er sein Studium am Polytechnikum auf. Es lag Einstein fern, nur formales Wissen zu erlernen, viel mehr regten ihn theoretisch-physikalische Denkprojekte an. Mit seiner Eigenwilligkeit eckte er oftmals an. Ihm war die abstrakte mathematische Ausbildung ein Dorn im Auge, er erachtete sie als für den problemorientierten Physiker hinderlich. In den Vorlesungen fiel er dem lehrenden Professor vor allem durch seine Abwesenheit auf und verließ sich für die Prüfungen auf die Mitschriften seiner Kommilitonen. Diese Ignoranz verstellte ihm nicht nur Karrierechancen an seiner Alma Mater, er bereute sie spätestens bei der Entwicklung der mathematisch höchst anspruchsvollen Allgemeinen Relativitätstheorie. Sein Studienkollege Marcel Grossmann war ihm später dabei noch von großer Hilfe. Einstein verließ die Hochschule 1900 mit einem Diplom als Fachlehrer für Mathematik und Physik. Seine Bewerbungen auf Assistentenstellen am Polytechnikum und anderen Universitäten wurden jedoch abschlägig beschieden. Er verdingte sich dann als Hauslehrer in Winterthur, Schaffhausen und schließlich in Bern. 1901 wurde seinem Antrag auf die Schweizer Staatsangehörigkeit stattgegeben. Am 16. Juni 1902 erhielt Einstein, auf Empfehlung seines Freundes Marcel Grossmann, endlich eine feste Anstellung: als Experte 3. Klasse beim Schweizer Patentamt in Bern. Während des Studiums hatte Einstein seine zukünftige Ehefrau, die dreieinhalb Jahre ältere Serbin Mileva Maric, kennen- und lieben gelernt. Erst nach dem Tod seines Vaters Ende 1902 heirateten die beiden – gegen den Willen der Familien – am 6. Januar 1903. Mit Mileva hatte er die Söhne Hans Albert (1904–1973) und Eduard (1910–1965). Erst 1987 wurde durch die Veröffentlichung privater Korrespondenz publik, dass dem schon im Januar 1902 die Geburt der unehelichen Tochter Lieserl vorausgegangen war, zu einem Zeitpunkt, als die Mutter bei ihren Eltern in Serbien weilte. Über Lieserls weiteres Schicksal wird lediglich gemutmaßt: Ihre bloße Existenz wurde von den Eltern zur Wahrung der Sittsamkeit verheimlicht. Wahrscheinlich wurde sie mit einem Down-Syndrom (Trisomie 21) geboren. Auch ist es fraglich, ob Einstein sie jemals zu Gesicht bekam. Möglicherweise wurde sie zur Adoption freigegeben, andere Quellen sprechen von einem frühen Tod im Alter von 21 Monaten. Von Oktober 1903 bis Mai 1905 wohnte Einstein in der Berner Kramgasse 49 – heute das als Museum geführte Einstein-Haus Bern. Einstein-Haus Bern)]] Im Jahr 1905, im Alter von 26 Jahren, veröffentlichte er einige seiner wichtigsten Werke. Am 17. März 1905 beendete er seine Arbeit „Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichts betreffenden heuristischen Gesichtspunkt“ zum fotoelektrischen Effekt, die am 18. März bei den Annalen der Physik einging (abgedruckt in Band 17 auf den Seiten 132–148). Am 30. April 1905 reichte er an der Universität Zürich bei den Professoren Kleiner und Burkhardt seine Dissertation ein, die den Titel trug: „Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen“ (Buchdruckerei K. J. Wyss, Bern, 1905, Umfang 17 Seiten, DIN A5). Hierfür erhielt er am 15. Januar 1906 den Doktortitel in Physik. Am 11. Mai 1905 folgte seine Arbeit „Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen“ zur brownschen Molekularbewegung. Am 30. Juni 1905 reichte Einstein seine Abhandlung „Zur Elektrodynamik bewegter Körper“ bei den Annalen ein. Der Aufsatz erschien am 26. September 1905. Schon am darauf folgenden Tag lieferte Einstein seinen Nachtrag „Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?“ Letzterer enthält zum ersten Mal die wohl berühmteste Formel der Welt, E = mc² (Energie ist gleich Masse mal Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat, Äquivalenz von Masse und Energie). Beide Arbeiten zusammen werden heute als Spezielle Relativitätstheorie bezeichnet. Das Jahr 1905 war somit ein äußerst fruchtbares Jahr, man spricht auch vom Annus mirabilis (Wunderjahr). Carl Friedrich von Weizsäcker schrieb dazu später: : „1905 eine Explosion von Genie. Vier Publikationen über verschiedene Themen, deren jede, wie man heute sagt, nobelpreiswürdig ist: die spezielle Relativitätstheorie, die Lichtquantenhypothese, die Bestätigung des molekularen Aufbaus der Materie durch die ‚brownsche Bewegung‘, die quantentheoretische Erklärung der spezifischen Wärme fester Körper.“ Einsteins Antrag auf Habilitation 1907 an der Berner Universität wurde zunächst abgelehnt, erst im folgenden Jahr war er damit erfolgreich. 1909 berief man ihn zum außerordentlichen Professor für theoretische Physik an der Universität Zürich. 1911 wechselte er an die deutschsprachige Prager Universität. Doch schon 1912 kehrte er nach Zürich zurück, um an der Eidgenössischen Technischen Hochschule zu forschen und zu lehren (also als Professor dorthin, wo er 1895 die Aufnahmeprüfung nicht bestanden hatte).

Berliner Jahre

Eidgenössischen Technischen Hochschule Anfang 1914 gelang es Max Planck, Einstein für die Preußische Akademie der Wissenschaften in Berlin zu gewinnen, an der er 1917 Direktor des Kaiser-Wilhelm-Instituts wurde. Seine Frau begleitete ihn mit den Kindern, kehrte jedoch alsbald wegen privater Differenzen nach Zürich zurück. Von allen Lehrtätigkeiten befreit, fand Einstein in Berlin Zeit und Ruhe, sein großes Werk, die Allgemeine Relativitätstheorie, zu Ende zu bringen. Er veröffentlichte sie 1916. Im selben Jahr veröffentlichte er eine Arbeit über den Einstein-de-Haas-Effekt. Zwischen 1917 und 1920 pflegte seine Cousine Elsa Löwenthal (geb. Einstein; 1876–1936) den kränkelnden Einstein; es entwickelte sich eine romantische Beziehung. Angesichts dessen ließ sich Einstein Anfang 1919 von Mileva scheiden, wenig später heiratete er Elsa. Sie brachte zwei Töchter mit in die Ehe. Jene Zeit war mit weiteren Einschnitten verbunden: Die politische Situation nach Ende des Ersten Weltkrieges verhinderte den Kontakt zu seinen Söhnen. Zugleich erkrankte seine Mutter Anfang 1919 schwer und verstarb im Folgejahr. Jene Zeit war es auch, in der es Kurt Blumenfeld, Chef der Propagandaabteilung der Zionistischen Vereinigung für Deutschland, gelang, Einstein für den Zionismus zu interessieren. Die Berliner Jahre waren auch durch einen regen Kontakt zu Max Wertheimer, dem Begründer der Gestalttheorie, gekennzeichnet. Es kam zu einem fruchtbaren Austausch zwischen den beiden Wissenschaftlern. So verfasste Einstein beispielsweise eine Einleitung zu Wertheimers Aufsätzen über Wahrheit, Freiheit, Demokratie und Ethik. Zunehmend begann er, sich auch politischen Fragestellungen zu öffnen. Während einer Sonnenfinsternis in Brasilien am 29. Mai 1919 bestätigten Beobachtungen Arthur Eddingtons, dass das Schwerefeld der Sonne Licht genau so ablenkt, wie es die allgemeine Relativitätstheorie vorhersagt. Sir Joseph John Thomson, Präsident der Royal Society, kommentierte den Befund wie folgt: : „Dieses Resultat ist eine der größten Errungenschaften des menschlichen Denkens.“ Die experimentelle Bestätigung der damals kurios anmutenden Vorhersage Einsteins machte weltweit Schlagzeilen. Die plötzliche Popularität sorgte fortan dafür, dass sich Einsteins Vorträge größter Beliebtheit erfreuten. Jeder wollte den berühmten Wissenschaftler in persona erleben. In den Jahren von 1920 bis 1924 entstand auf Initiative von Erwin Freundlich, einem langjährigen Mitstreiter, der Einstein-Turm in Potsdam. Er diente seither astronomischen Beobachtungen, nicht zuletzt zu dem Zwecke, Einsteins Theorie einer weiteren Überprüfung zu unterziehen. Im Jahr 1921 wurde Albert Einstein für seine Arbeiten zur Erklärung des Fotoeffekts der Nobelpreis für Physik verliehen. Das Preisgeld bekam seine geschiedene Frau mit den beiden Söhnen aufgrund einer Scheidungsvereinbarung. Anlässlich Einsteins 50. Geburtstag 1929 sah sich die Stadt Berlin gefordert, ihrem berühmten Bürger ein angemessenes Geschenk zu überreichen. Oberbürgermeister Gustav Böß regte an, ihm ein Haus zu vermachen. Die Presse griff die Geschichte auf. Mit der Zeit weitete sich die Diskussion jedoch zu einer offenen Kontroverse aus. Einstein und Elsa, mittlerweile auf der Suche nach einem geeigneten Grundstück in der Waldstraße 7 im Dorf Caputh bei Potsdam fündig geworden, verzichteten kurzerhand auf das Geschenk und finanzierten das Haus aus eigener Tasche. Der Architekt Konrad Wachsmann wurde beauftragt, das bescheidene Holzhaus am See zu errichten. Es war der Ausgangspunkt für viele Touren mit dem Segelboot (ein Geburtstagsgeschenk von Freunden) während der Sommermonate bis 1932. Ein wenig in Vergessenheit geraten ist Einsteins Talent als Erfinder. So wurde ihm im Jahr 1930 das Patent für eine Kältemaschine, einen Kühlschrank neuen Prinzips, zugesprochen.

Princeton

Patent] Seine zunehmende Bekanntheit nutzte Einstein für etliche Reisen: Er hielt Vorlesungen auf der ganzen Welt. Zahlreiche Ehrendoktorwürden wurden ihm zuteil, darunter die der Princeton University, wo er später lehren sollte. Alsbald plante er, fortan die Hälfte des Jahres in Princeton, New Jersey, die andere in Berlin zu verbringen. Im Dezember 1932 begab er sich erneut in die Vereinigten Staaten, kehrte aber wegen Hitlers Machtübernahme im Januar 1933 nicht mehr zurück. Er brach sämtliche Kontakte nach Deutschland ab und sollte sein Geburtsland nie wieder betreten. An die Preußische Akademie der Wissenschaften richtete er sich am 28. März 1933 schriftlich, teilte sein Bedauern über sein Ausscheiden mit und würdigte die Anregungen und menschlichen Beziehungen dort. Bereits am 20. März hatte man sein Haus in Caputh durchsucht, im April auch seine Stadtwohnung in der Berliner Haberlandstraße 5. Am 4. April stellte Einstein einen Antrag auf Entlassung aus dem preußischen Staatsverbund (Ausbürgerung). Dieser wurde jedoch abgelehnt, um ihm stattdessen die Staatsangehörigkeit per Strafausbürgerung, die am 24. März 1934 vollzogen wurde, abzuerkennen. Am 10. Mai 1933 überließ Propagandaminister Joseph Goebbels im Rahmen der „öffentlichen Verbrennung undeutschen Schrifttums“ auch Einsteins Schriften dem Feuer. 1933 wurde Einstein Mitglied des Institute for Advanced Study, einem kurz zuvor in der Nähe der Princeton University gegründeten privaten Forschungsinstitut. Vom August 1935 bis zu seinem Tod lebte Einstein in der Mercer Street 112 in Princeton. Die Stadt bildete damals einen Mikrokosmos der modernen Forschung. Einstein befasste sich bald mit der Suche nach einer einheitlichen Feldtheorie, welche seine Feldtheorie der Gravitation (die Allgemeine Relativitätstheorie) mit der des Elektromagnetismus vereinigen sollte. Bis zu seinem Tode mühte er sich vergeblich, die so genannte Weltformel zu finden. Bis heute war dieses Glück noch keinem Forscher vergönnt. Im Jahr 1936 starb Einsteins Ehefrau Elsa. 1939 kam seine Schwester Maja nach Princeton – allein, ihr Mann Paul hatte keine Einreisegenehmigung erhalten. Sie wohnte bis zu ihrem Tod 1951 bei ihrem Bruder. 1951)]] Im Jahr 1940 erhielt Einstein zusätzlich zur schweizerischen auch die US-amerikanische Staatsbürgerschaft. Die Entdeckung der Kernspaltung 1938 durch Otto Hahn in Berlin beschwor in der Wissenschaftsgemeinde die nukleare Bedrohung herauf. Im August 1939, kurz vor Beginn des Zweiten Weltkriegs, unterzeichnete Einstein einen von Leo Szilard verfassten Brief an den amerikanischen Präsidenten Franklin D. Roosevelt, der vor der Gefahr einer Bombe neuen Typs warnt, die Deutschland möglicherweise entwickle und gar bald besäße. Der Appell wurde erhört, zusätzliche Forschungsgelder bereitgestellt und das Manhattan-Projekt mit dem erklärten Ziel der Entwicklung einer Atombombe aus der Taufe gehoben. An den Arbeiten war Einstein jedoch gänzlich unbeteiligt: Seine wissenschaftlichen Prioritäten setzte er auf anderen Gebieten, nicht zuletzt war er ein langjähriger Zweifler der die Nukleartechnik erst ermöglichenden Quantentheorie und wurde obendrein wegen seiner unverhüllten Sympathien für den Kommunismus als Sicherheitsrisiko eingestuft und von den amerikanischen Geheimdiensten beobachtet. So erfuhr er wohl von der ersten militärischen Nutzung der von ihm postulierten Umwandelbarkeit von Masse zu Energie – wie die meisten anderen Menschen auch – erst aus dem Radio: Am 6. August 1945 starben Zehntausende Menschen im japanischen Hiroshima beim Abwurf der ersten Atombombe durch die amerikanischen Streitkräfte. Nach Kriegsende engagierte sich Einstein dann auch für eine internationale Rüstungskontrolle. Die letzten eineinhalb Jahre seines Lebens verbrachte Einstein mit der Bibliothekarin Johanna Fantova, deren Tagebuch, entdeckt im Jahre 2004, Aufschluss über einige Details gab. Er verglich sich demnach mit „einem alten Auto, das voller mechanischer Probleme ist“. Trotz seiner Gebrechen fand er auch noch kurz vor seinem Tod die nötige Kraft, um für seine Vision vom Weltfrieden einzutreten. So unterzeichnete er 1955 zusammen mit zehn weiteren namhaften Wissenschaftlern das so genannte Russell-Einstein-Manifest zur Sensibilisierung der Menschen für die Abrüstung. Einstein starb am 18. April 1955 im Alter von 76 Jahren in Princeton an inneren Blutungen, die durch das Platzen eines Aneurysmas im Bereich der Aorta verursacht wurden. Die letzten Worte Einsteins sind unbekannt, da er deutsch sprach, was seine Krankenschwester nicht verstand. Der Pathologe Dr. Thomas Harvey stahl bei der Obduktion das Gehirn Albert Einsteins, um es (wie er behauptete) für weitere Untersuchungen seiner womöglich einzigartigen Struktur der Nachwelt zu erhalten.

Werk

Physik

Thomas Harvey] Albert Einstein begründete die physikalische Relativitätstheorie, die er 1905 als spezielle Relativitätstheorie und 1916 als allgemeine Relativitätstheorie veröffentlichte. Obgleich auch Einsteins Ausarbeitung seiner Theorie sich auf physikalische und mathematische Vorarbeiten stützte (etwa auf die Riemannsche Differenzialgeometrie des gekrümmten Raumes), führten erst seine Werke zu einer Revolution der Physik. Bis heute gehört die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie zu den Grundpfeilern der modernen Physik. Der Verleihung des Nobelpreises 1921 ging eine Kontroverse voraus: Die Nobelpreiskommission wollte Einstein den Preis nicht für seine spezielle oder allgemeine Relativitätstheorie verleihen, weil Hendrik Antoon Lorentz und Henri Poincaré bereits vorher die von Einstein hergeleiteten Formeln aufgrund der Invarianz der maxwellschen Gleichungen in bewegten Inertialsystemen aufstellen konnten (vgl. auch den Beitrag von David Hilbert). Lorentz und Poincaré konnten sich jedoch noch nicht von dem newtonschen Zeitbegriff freimachen, sondern betrachteten die Zeit in bewegten Systemen als eine Art „lokaler Ortszeit“ und meinten, in bewegten Systemen gehe die Uhr „falsch“ gegenüber der absoluten newtonschen Zeit. Einstein war radikaler und postulierte, auch in bewegten Systemen sei die dort gemessene Zeit die „wahre“ Zeit und nicht eine von einer absoluten Zeit abweichende „Lokalzeit“. So erhielt Einstein seinen Nobelpreis für die ebenfalls nobelpreiswürdige Deutung des fotoelektrischen Effekts mit Hilfe der Lichtquantenhypothese. Bemerkenswert ist Einsteins Verhältnis zu einem weiteren Pfeiler der modernen Physik, der Quantenphysik: Einerseits, weil einiges von seiner Arbeit, wie die Erklärung des fotoelektrischen Effekts, deren Grundlage bildete; andererseits, weil er später viele Ideen und Deutungen der Quantenmechanik ablehnte. Eine berühmte Diskussion verbindet Einstein mit dem Physiker Niels Bohr. Gegenstand war die unterschiedliche Auslegung der neuen Quantentheorie, die Heisenberg, Schrödinger und Dirac ab 1925 entwickelten. Einstein stand insbesondere dem Begriff der Komplementarität Bohrs kritisch gegenüber. Einstein glaubte, dass die zufälligen Elemente der Quantentheorie sich später als nicht wirklich zufällig beweisen lassen würden. Diese Einstellung veranlasste ihn, erstmals im Streit mit Max Born, zu der berühmt gewordenen Aussage: : „Der Alte (bzw. Gott) würfelt nicht“. Er stützte seine Überlegungen mit verschiedenen Gedankenexperimenten, unter anderem mit dem viel diskutierten Einstein-Podolsky-Rosen-Experiment. Im Diskurs jedoch blieben Bohr und seine Anhänger zumeist siegreich, auch aus heutiger Sicht sprechen die experimentellen Belege gegen Einsteins Standpunkt. 1917 postulierte er die induzierte Emission von Licht. Dieser quantenmechanische Vorgang ist die physikalische Grundlage des Lasers, der 1960 erfunden wurde, und der neben dem Transistor zu den bedeutendsten technischen Erfindungen des 20. Jahrhunderts zählt, die auf die Quantenphysik zurückgehen. Transistor). (Fotografiert von Paul Ehrenfest)]] 1924 sagte er zusammen mit Satyendra Nath Bose einen quantenmechanischen, aber dennoch makroskopischen Materiezustand voraus, der bei extrem tiefen Temperaturen eintreten sollte. Der später als Bose-Einstein-Kondensation bezeichnete Phasenübergang konnte erstmals 1995 im Labor beobachtet werden. Im August 2005 wurde an der Universität Leiden ein 16-seitiges Manuskript von Einstein entdeckt, das sich mit seiner letzten großen Entdeckung, der Bose-Einstein-Kondensation, beschäftigt. In seinen späten Jahren beschäftigte sich Einstein mit der Frage nach einer einheitlichen Feldtheorie aller Naturkräfte auf Grundlage seiner Allgemeinen Relativitätstheorie; ein Unterfangen, das allerdings nicht von Erfolg geprägt war und noch heute ungelöst ist. Häufig wird er als einer derjenigen genannt, die einen hypothetischen Äther ablehnten und abschaffen wollten, was jedoch nur zeitweilig der Fall war, wie in einer seiner Reden deutlich wird, gehalten am 5. Mai 1920 an der Reichs-Universität zu Leiden: : „Zusammenfassend können wir sagen: Nach der allgemeinen Relativitätstheorie ist der Raum mit physikalischen Qualitäten ausgestattet; es existiert also in diesem Sinne ein Äther. Gemäß der allgemeinen Relativitätstheorie ist ein Raum ohne Äther undenkbar; denn in einem solchen gäbe es nicht nur keine Lichtfortpflanzung, sondern auch keine Existenzmöglichkeit von Maßstäben und Uhren, also auch keine räumlich-zeitlichen Entfernungen im Sinne der Physik. Dieser Äther darf aber nicht mit der für ponderable Medien charakteristischen Eigenschaft ausgestattet gedacht werden, aus durch die Zeit verfolgbaren Teilen zu bestehen; der Bewegungsbegriff darf auf ihn nicht angewendet werden.“

Politische Aspekte Einsteins

Reichs-Universität zu Leiden Der Ausbruch des Ersten Weltkrieges löste eine intensive Beschäftigung mit politischen Problemen aus. Einstein trat dem Bund Neues Vaterland (der späteren Deutschen Liga für Menschenrechte) bei und unterstützte dessen Forderungen nach einem baldigen, gerechten Frieden ohne Gebietsforderungen und der Schaffung einer internationalen Organisation, die künftige Kriege verhindern sollte. An seinen Kollegen Paul Ehrenfest schrieb er 1914: : „Wenn es doch irgendwo eine Insel für die Wohlwollenden und Besonnenen gäbe! Da wollte ich auch glühender Patriot sein.“ 1918 gehörte Albert Einstein zu den Unterzeichnern des Aufrufs zur Gründung der linksliberalen Deutschen Demokratischen Partei (DDP) und laut Angaben im Programm der heutigen – in Relation zu damals eher unbedeutenden – Splitterpartei DDP auch zu ihren Mitbegründern. Später trat er jedoch nicht mehr öffentlich für diese Partei auf, dafür näherte er sich immer stärker einem humanistisch geprägten sozialistischen Gedankengut an. Im weiteren Verlauf der Weimarer Republik engagierte er sich in der Deutschen Liga für Menschenrechte, in der er sich auch für politische Gefangene einsetzte. In diesem Zusammenhang arbeitete er auch zeitweilig für die kommunistisch dominierte Rote Hilfe. Zum Ende der Weimarer Republik trat er, wenn auch erfolglos, zusammen mit Heinrich Mann, Ernst Toller, Käthe Kollwitz, Arnold Zweig und anderen für ein antifaschistisches Linksbündnis aus SPD, KPD und Gewerkschaften ein, um die drohende Herrschaft des Nationalsozialismus noch zu verhindern.

Pazifismus

Nachdem Einstein bereits während des ersten Weltkriegs durch seine kriegsablehnende Position aufgefallen war, war er von 1922 an Mitglied der Kommission für geistige Zusammenarbeit beim damaligen Völkerbund, auf deren Anregung hin er später über die Frage Warum Krieg? mit Sigmund Freud in einen Briefwechsel trat, der 1933 veröffentlicht wurde. Überhaupt griff er immer wieder zum Mittel des Briefschreibens, um Wirkung zu erzielen: 1931 beispielsweise, machte er gemeinsam mit Heinrich Mann in einem offenen Brief an die New York Times auf die Ermordung des kroatischen Intellektuellen Dr. Milan Šufflay aufmerksam. Genauso auch 1935 im Rahmen der (erfolgreichen) internationalen Kampagne für die Verleihung des Friedensnobelpreises an den im KZ einsitzenden Carl von Ossietzky oder 1953, als er in einem öffentlichen Brief die Verteidigung der Bürgerrechte gegenüber dem McCarthy-Ausschuss einforderte. Auf Hitlers Machtergreifung 1933 reagierte Einstein mit dem Bekenntnis: : „Solange mir eine Möglichkeit offen steht, werde ich mich nur in einem Lande aufhalten, in dem politische Freiheit, Toleranz und Gleichheit aller Bürger vor dem Gesetz herrschen. Zur politischen Freiheit gehört die Freiheit der mündlichen und schriftlichen Äußerung politischer Überzeugung, zur Toleranz die Achtung vor jeglicher Überzeugung eines Individuums. Diese Bedingungen sind gegenwärtig in Deutschland nicht erfüllt.“ Gleichzeitig modifizierte er seine pazifistische Haltung: : „Bis 1933 habe ich mich für die Verweigerung des Militärdienstes eingesetzt. Als aber der Faschismus aufkam, erkannte ich, dass dieser Standpunkt nicht aufrechtzuerhalten war, wenn nicht die Macht der Welt in die Hände der schlimmsten Feinde der Menschheit geraten soll. Gegen organisierte Macht gibt es nur organisierte Macht; ich sehe kein anderes Mittel, so sehr ich es auch bedaure.“ Auch der Brief an Präsident Franklin D. Roosevelt, der der Entwicklung der Atombombe vorausging, entsprang dieser Haltung: : „Ich glaubte, wir müssten die Möglichkeit Deutschlands vermeiden, unter Hitler im alleinigen Besitz dieser Waffe zu sein. Das war die wirkliche Gefahr dieser Zeit.“ Entsprechend engagierte er sich nach der Niederlage Nazi-Deutschlands vielfältig für internationale Rüstungskontrolle und Zusammenarbeit im Sinne des Titels einer Rede, die er 1945 bei einem Nobel-Gedenkdinner in New York hielt: The war is won, but peace is not. So rief er ein Emergency Committee of Atomic Scientists ins Leben und schlug die Bildung einer Weltregierung vor.

Zionismus

vegetarische] Bei der Berufung zur Karls-Universität Prag (1911) gab sich Einstein zunächst als konfessionslos aus. Erst auf Nachdruck der österreichisch-ungarischen Verwaltung zur Erklärung seiner Glaubensrichtung bekannte er sich als Angehöriger der mosaischen Religion. Später zeigte Einstein jedoch betroffen von der Lage osteuropäischer jüdischer Flüchtlinge nach dem Ersten Weltkrieg ein vermehrtes Engagement für den Zionismus. Erstmals dokumentiert ist 1918 seine Teilnahme an einem vorläufigen Komitee zur Errichtung eines jüdischen Kongresses in Deutschland. Zu jener Zeit erlebte das Deutsche Reich bereits eine zunehmende Durchdringung mit Antisemitismus. Er unterstützte weitgehend die zionistischen Ideale, ohne jedoch jemals einer zionistischen Organisation beizutreten. So ist sein Name stark mit der Hebräischen Universität in Jerusalem verbunden. Seine erste USA-Reise diente u. a. dem Zweck, Spenden für eine solche Universität zu sammeln. 1923 reiste er zur Grundsteinlegung in das damalige Palästina. (Während dieser Reise wurde ihm auch die erste Ehrenbürgerschaft der Stadt Tel Aviv verliehen.) 1925 wurde er zum Mitglied des Verwaltungsrats der Universität berufen. Schließlich verfügte Einstein in seinem Testament die Übereignung seines schriftlichen Nachlasses an die Hebräische Universität. Einsteins Beziehung zum Judentum war offenbar nicht religiöser Natur. So schrieb er 1946: : „Obgleich ich so etwas wie ein jüdischer Heiliger bin, habe ich seit so langer Zeit keine Synagoge mehr besucht, dass ich fürchten muss, Gott würde mich nicht mehr erkennen.“ Nach dem Tod Chaim Weizmanns erhielt Einstein 1952 das Angebot, der zweite Staatspräsident des neu gegründeten Staates Israel zu werden, was er aber ablehnte.

Sozialismus

Israel) (Fotografiert von Paul Ehrenfest)]] Einstein verfasste 1949 seinen wenig bekannten Essay Why Socialism? (Warum Sozialismus?), in dem er seine politische Einstellung darlegt: Obwohl er zugesteht, kein Experte auf dem Gebiet der Wirtschaft zu sein, hält er eine Stellungnahme für statthaft: : „(...) wir sollten nicht davon ausgehen, dass Experten die einzigen sind, die ein Recht darauf haben, sich zu Fragen zu äußern, die die Organisation der Gesellschaft betreffen.“ Er betont die Abhängigkeit des Einzelnen von der Gesellschaft, und die Möglichkeit, die Gesellschaft zu gestalten: : „Das Gedächtnis, die Kapazität, Neues zu versuchen und die Möglichkeit, mündlich zu kommunizieren haben für den Menschen Entwicklungen möglich gemacht, die nicht von biologischen Gegebenheiten diktiert wurden. Solche Entwicklungen manifestieren sich in Traditionen, Institutionen und Organisationen, in der Literatur, in wissenschaftlichen und technischen Errungenschaften, in künstlerischen Arbeiten. Das erklärt, weshalb der Mensch in einem gewissen Sinne sein Leben selbst beeinflussen kann und dass in diesem Prozess bewusstes Denken und Wollen eine Rolle spielt.“ Am Kapitalismus kritisiert er, dass er der Gesellschaft in ihren Bedürfnissen an die Wirtschaft nicht gerecht werde: : „Die Produktion ist für den Profit da – nicht für den Bedarf. Es gibt keine Vorsorge dafür, dass all jene, die fähig und bereit sind, zu arbeiten immer Arbeit finden können.“ Dies habe Einfluss bis hinein ins Bildungssystem: : „Unbegrenzte Konkurrenz führt zu einer riesigen Verschwendung von Arbeit und zu dieser Lähmung des sozialen Bewusstseins von Individuen, die ich zuvor erwähnt habe. Diese Lähmung der Einzelnen halte ich für das größte Übel des Kapitalismus. Unser ganzes Bildungssystem leidet darunter. Dem Studenten wird ein übertriebenes Konkurrenzstreben eingetrichtert und er wird dazu ausgebildet, raffgierigen Erfolg als Vorbereitung für seine zukünftige Karriere anzusehen.“ Er fordert aber auch, dass der erstrebte Sozialismus die Rechte des Individuums respektieren müsse: : „Eine Planwirtschaft als solche kann mit der totalen Versklavung des Individuums einhergehen. Sozialismus erfordert die Lösung einiger äußerst schwieriger sozio-politischer Probleme: Wie ist es angesichts weitreichender Zentralisierung politischer und ökonomischer Kräfte möglich, eine Bürokratie daran zu hindern, allmächtig und maßlos zu werden? Wie können die Rechte des Einzelnen geschützt und dadurch ein demokratisches Gegengewicht zur Bürokratie gesichert werden?“ Damit warf er auch Fragen auf, die im Ostblock ihre Aktualität zeigten (Stalinismus). Anders als bei seinen anderen Idealen war eine solche Diskussion zu Zeiten des kalten Krieges im Westen jedoch eher unerwünscht, weshalb der Text außerhalb sozialistischer Kreise kaum Verbreitung fand. In den USA wurde Einstein wegen seiner politischen Ansichten vom FBI überwacht.

Ehrungen

FBI]
- Am 12. November 1919 wurde ihm aus Anlass des 500-jährigen Bestehens der Universität die Ehrendoktorwürde (Dr. med. h.c.) der Universität Rostock verliehen.
- 1921 erhielt er den Nobelpreis für Physik „für seine Verdienste um die theoretische Physik, besonders für seine Entdeckung des Gesetzes des fotoelektrischen Effekts“.
- 1952 wurde Einstein mit 73 Jahren die Präsidentschaft von Israel angeboten.
- Nach ihm wurde der Albert-Einstein-Friedenspreis benannt.
- Das chemische Element mit der Ordnungszahl 99 wurde ihm zu Ehren Einsteinium getauft.
- 1999 ernannte das Magazin Time Einstein zum Mann des Jahrhunderts.
- Ihm zu Ehren wurde seine Büste in der Walhalla aufgestellt.
- Das Jahr 2005 wurde, 100 Jahre nach dem Erscheinen der vier grundlegenden Arbeiten Einsteins in „den Annalen“ 1905, dem Wissenschaftler als Einsteinjahr gewidmet. Auf dem Berliner Boulevard Unter den Linden sind von April bis September 2005 sechzehn knallrote, rund 2,50 Meter hohe „E“s mit Informationen zu Leben und Werk des Physikers errichtet; in dieser Zeit heißt der Boulevard offiziell Einstein-Meile.

Veröffentlichungen


- Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen, Dissertation, Zürich, 1905
- Zur Elektrodynamik bewegter Körper, Annalen der Physik, Bd. 17, 1905, S. 891–921. (kommentierte Wiedergabe [http://home.vr-web.de/si.pe/Einstein-1]).
- Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?, Annalen der Physik, Bd. 18, 1905, S. 639–641.
- Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie, Annalen der Physik, Bd. 49, 1916, S. 769–822.
- Über die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie (allgemeinverständlich), ISBN 3540424520 (Originalausgabe 1916)
- Warum Krieg? Briefwechsel zwischen Albert Einstein und Sigmund Freud, ISBN 3257200285 (Originalausgabe 1933)
- Albert Einstein, Carl Seelig: Mein Weltbild. ISBN 3548346839 (Originalausgabe 1934)
- Albert Einstein, Leopold Infeld: Die Evolution der Physik. Von Newton bis zur Quantentheorie ISBN 3499199211 (Originalausgabe The Evolution of Physics 1938)
- Warum Sozialismus? – Einsteins Essay Why Socialism wurde erstmals 1949 in der ersten Ausgabe der Zeitschrift Monthly Review veröffentlicht. Original: [http://www.monthlyreview.org/598einst.htm] Übersetzung: [http://www.sozialistische-klassiker.org/Einstein/Einstein02.html]
- Albert Einstein: Aus meinen späten Jahren. ISBN 3548347215 (Originalausgabe Out of my later Years 1950)
- Albert Einstein: Verehrte An- und Abwesende!. Originaltonaufnahmen 1921–1951, 2-CD-Set, 115 Minuten, 18 Tracks, Booklet, 32 Seiten, ISBN 3932513444, supposé 2004 [http://www.suppose.de/texte/einstein.html]

Literatur

Umfassende Biografien


- Ernst Peter Fischer: Einstein für die Westentasche (2005), ISBN 3492046851 – Bietet auf 128 Seiten einen umfassenden Kurzeinstieg.
- Jürgen Neffe: Einstein (2005), ISBN 3498046853 – In flüssiger Sprache wird auf 450 Seiten die Entwicklung eines naturwissenschaftlichen Genies in zahlreichen Facetten beleuchtet und thematisch gegliedert.
- Thomas Bührke: Albert Einstein (2004), ISBN 342331074X – Ein biografischer Überblick über Einsteins Leben auf 191 Seiten.
- Albrecht Fölsing: Albert Einstein (1995), ISBN 3518389904 – Leben und Werk werden sehr ausführlich auf 959 Seiten wissenschaftlich dargestellt.
- Abraham Pais: SUBTLE IS THE LORD: The Science and the Life of Albert Einstein. New York: Oxford University Press (1982) – Diese Biografie über Albert Einstein gewann 1983 den American Book Award und wurde vom New York Times Book Review als eines der besten Bücher dieses Jahres ausgewählt. Die deutschsprachige Ausgabe ist unter dem Titel Raffiniert ist der Herrgott erschienen.

Biografische Teilaspekte


- Reiner Braun, David Krieger (Hrsg.): Albert Einstein: Frieden Heute – Visionen und Ideen (2005), ISBN 3-937389-53-9. – Texte von Nobelpreisträgern, die sich mit Einsteins politischem und Friedensengagement beschäftigen.
- Hubert Goenner: Einstein in Berlin (2005). – Der Göttinger Physiker Goenner beschäftigt sich auf 368 Seiten ausschließlich mit der Berliner Zeit Einsteins.
- Thomas Levenson: Albert Einstein – Die Berliner Jahre 1914–1932 (2005). – Der Dokumentarfilmer Levenson geht noch ausführlicher auf die Zeit in Berlin ein (542 Seiten).
- Siegfried Grundmann: Einsteins Akte (2004), ISBN 354020699X – Wissenschaft und Politik: Einsteins Berliner Zeit mit einem Anhang über die FBI-Akte Einsteins.
- Michele Zackheim: Einsteins Tochter (1999), ISBN 3471792155 – Über Einsteins Tochter Lieserl, die mit einem Down-Syndrom geboren worden sein soll und zur Adoption freigegeben werden sollte.
- Ronald W. Clark: Albert Einstein – Leben und Werk, 100 Jahre Relativitätstheorie (2005), ISBN 3-85492-604-9.
- Klaus P. Sommer: Wer entdeckte die Allgemeine Relativitätstheorie? Prioritätsstreit zwischen Hilbert und Einstein. Physik in unserer Zeit 36(5), S. 230–235 (2005),

Texte Einsteins


- Alice Calaprice: Einstein sagt – Zitate, Einfälle, Gedanken (2005), ISBN 3492047254 – Albert Einstein auf 288 Seiten im Originalton.
- Albert Einstein, Carl Seelig: Mein Weltbild (2005), ISBN 3548367283 – Texte, Aufsätze und Reden auf 236 Seiten.
- Albert Einstein, Mileva Maric: Am Sonntag küss' ich Dich mündlich (2005), ISBN 3492226523 – Die Liebesbriefe der Jahre 1897–1903, herausgegeben von Jürgen Renn und Robert Schulmann.
- [http://www.atomicarchive.com/Docs/Begin/Einstein.shtml Albert Einsteins Brief an US-Präsident Roosevelt vom

Marian von Smoluchowski

Marian von Smoluchowski (
- 28. Mai 1872 in Vorder-Brühl (bei Wien), Österreich; † 5. September 1917 in Krakau, Polen) war eine polnische Physikerin. Sie lehrte als Professorin an den Universitäten Lemberg und Krakau. 1906 erklärte sie - unabhängig von Albert Einstein - die Brownsche Molekularbewegung. Smoluchowski, Marian von Smoluchowski, Marian von Smoluchowski, Marian von

Diffusion

Diffusion (v. lat.: diffundere = ausgießen, verstreuen, ausbreiten; PPP diffusum) ist die Bewegung von kleinsten Teilchen, insbesondere von Atomen oder Molekülen, aufgrund der Energie, die diese bei genügend großen Temperaturen haben. In Flüssigkeiten und Gasen wechseln sie ständig den Ort, in Festkörpern erfolgen gelegentliche Ortswechsel. Unter Diffusion im engeren Sinne versteht man den Ausgleich von Konzentrationsunterschieden bis hin zum selbständigen Durchmischen, der durch diese Bewegung entsteht. Im weiteren Sinne versteht man jede thermische Fortbewegung und jeden damit verbundenen Transport als Diffusion, auch wenn dieser zum Entmischen führen kann. Der Stoffaustausch geschieht dabei vom Ort der höheren zum Ort der niedrigeren Konzentration. In Flüssigkeiten und Gasen nennt man die Diffusion auch Brownsche Molekularbewegung. Sie kann auch durch eine poröse Wand oder Membran hindurch erfolgen. Im Falle einer semipermeablen Membran kann die konzentrationsausgleichende Wirkung der Diffusion zu einem Druck führen, siehe Osmose. Die Diffusion bei einer bestimmten Temperatur erfolgt ohne weitere Energiezufuhr und ist in diesem Sinne passiv; vor allem in der Biologie wird die Diffusion vom aktivem Transport unterschieden. Die einzelnen Teilchen bewegen sich hin und her und vor und zurück, ein einzelner, momentaner Diffusionsschritt ist also ungerichtet. Auf den ersten Blick ist die Bewegung also zufällig, bei genauerer Betrachtung über einen längeren Zeitraum bzw. über viele Teilchen gemittelt kann sich dennoch ein Transport in eine bestimmte Richtung ergeben, z.B. wenn ein Sprung in eine bestimmte Richtung eine - vielleicht nur geringfügig - größere Wahrscheinlichkeit hat. So entsteht ein Nettofluss an Teilchen aufgrund eines Konzentrationsgefälles bis sich ein stationärer Zustand, das Gleichgewicht, einstellt. Zumeist ist der Gleichgewichtszustand die Gleichverteilung, bei der die Konzentration aller Teilchen an jedem Punkt im Raum gleich hoch ist. Sind in einem Raum Teilchen oder Energie ungleichmäßig verteilt, dann führt die Diffusion in diesem Fall mit der Zeit zu einer statistisch gleichmäßigen Verteilung, also einem Konzentrationsausgleich.

Veranschaulichung

Ein einfach nachvollziehbares Experiment zur Veranschaulichung der Ausbreitung durch Diffusion, ist die allmähliche Einfärbung eines Glases lauwarmen Wassers, wenn man einen Hagebuttenteebeutel hineinhängt, das Wasser aber nicht umrührt oder den Behälter schüttelt. Ein anderes "Experiment" ist das Öffnen einer Sprudelflasche, bei dem in der wässrigen Lösung Gasblasen aufsteigen. Hier erfolgt die Diffusion so, dass sich das Konzentrationsgefälle verstärkt, schließlich entmischen sich Kohlendioxid und Lösung.

Physikalische Grundlagen

Diffusion gelöster Teilchen

Ein Ausgleichsprozess führt immer zum thermodynamischen Gleichgewicht hin. Das treibende Potenzial für den Ausgleichsprozess ist die Entropiezunahme. Bei festgelegtem Druck und festgelegter Temperatur ist daher der Gradient des chemischen Potenzials µ das treibende Potenzial des Stoffstroms. Der Fluss ergibt sich somit zu: :J = - D \left(\frac\right)_ Hieraus ergeben sich die Gesetze der Maxwell-Stefan-Diffusion. Die Maxwell-Stefan-Diffusion ist das heute vorrangig eingesetzte Modell zur Beschreibung von Stofftransporten. Für einfache Anwendungsfälle kann anstelle des chemischen Potenzials die Konzentration c verwendet werden. Diese ist einfacher zugänglich als das Chemische Potenzial eines Stoffes. Mit dieser Vereinfachung ergeben sich aus der Maxwell-Stefan Diffusion die Fickschen Gesetze. Problematisch wird der Übergang auf die Konzentration bei sehr geringen Konzentrationen, denn das chemische Potenzial ist logarithmisch von der Konzentration abhängig.

1. Ficksches Gesetz

:J = - D \frac Die Teilchenstromdichte (Flux) J (\mathrm) ist proportional zum Diffusionskoeffizienten D (\mathrm) und dem Konzentrationsgradienten \frac. Es macht eine quantitative Aussage über die (im statistischen Mittel) gerichtete Bewegung von Teilchen, d.h. wieviel Teilchen einer Stoffmenge sich pro Zeiteinheit durch eine Flächeneinheit, die senkrecht zur Diffusionsrichtung liegt, netto bewegen.

2. Ficksches Gesetz (Diffusionsgleichung)

Mit Hilfe der Kontinuitätsgleichung :\frac=-\frac ergibt sich bei konstantem D die Diffusionsgleichung :\frac = D \frac Sie stellt eine Beziehung zwischen zeitlichen und örtlichen Konzentrationsunterschieden dar. Es eignet sich somit zur Darstellung instationärer Diffusion, im Gegensatz zum 1. Fickschen Gesetz, das einen zeitlich konstanten Diffusionsfluss beschreibt.

Diffusionsgeschwindigkeit von Gasen

thumb Die Diffusionsgeschwindigkeit von Gasen ist von der Molmasse dieser Gase abhängig: Gase mit geringer Molmasse breiten sich schneller aus als solche, die eine größere Molmasse haben. Auf mikroskopischer Ebene wird die Diffusion durch die Brown'sche Molekularbewegung bewirkt.

Diffusion in kristallinen Festkörpern

Die Diffusion in Kristallen erfolgt zumeist über Leerstellen, also über nicht mit Atomen besetzte Plätze des Kristallgitters. Dass die Selbstdiffusion über Leerstellen erfolgen muss und nicht mittels direktem Platztausch oder über einen Ringtausch wurde zuerst von Kirkendall mit dem nach ihm benannten Effekt nachgewiesen.

Fokker-Planck-Gleichung

Eine zusätzliche Kraft durch ein vorhandenes Potenzial führt dazu, dass die Gleichverteilung nicht mehr dem stationären Zustand entspricht. Die Theorie dazu liefert die Fokker-Planck-Gleichung.

Anwendungen

Siehe auch: Diffusionspumpe, Diffusionsnebelkammer, Diffusionsplattentest (Diffusionstest), Diffusionsregulation, Diffusionskühlschrank

Lebensmitteltechnik

Industriell wird die Diffusion in der Zuckerfabrikation genutzt.

Halbleitertechnik

In sog. Diffusionsöfen werden bei hohen Temperaturen (450°C - 1200°C) Dotanten (z. B. Bor, Phosphor, Arsen, Antimon, Gold) in das Halbleitermaterial eingebracht um dort gezielt die elektrische Leitfähigkeit oder mechanische Eigenschaften für Bauelemente der Mikrosystemtechnik zu beeinflussen.

Technische Chemie

Die Diffusion spielt in der Technischen Chemie eine Zentrale Rolle. Wichtig ist hier unter anderem die sog. Stoffbilanzgleichung, die die Diffusion mit der Konvektion und der chemischen Reaktion koppelt. Sie lautet für den Fall, daß die Reaktionsgeschwindigkeit nur von einer Komponente abhängt:
\frac = D \frac - v \frac - k c^n
mit k = Geschwindigkeitskonstante der Chem. Reaktion und n = Reaktionsordnung
Typische Anwendungen sind Reaktor- und Katalysatordesign. Siehe auch: Makrokinetik, Hatta-Zahl, Thiele-Modul

Diffusion in der Betriebswirtschaftslehre und Geografie

Die Diffusion ist neben der Adoption ein Konzept der Diffusionstheorie innerhalb der Betriebswirtschaftlehre. Unter Diffusion wird dabei der Prozess der Kommunikation einer Innovation, über bestimmte Kommunikationskanäle, im Zeitverlauf und unter den Mitgliedern eines sozialen Systems verstanden (siehe auch Diffusionsforschung).

Falsche Diffusion in der Akustik

Das Wort "Diffusion" wird in der Akustik aus dem Englischen häufig falsch direkt mit Diffusion "übersetzt". In diesem Sinne gibt es in der Raumakustik im Deutschen dieses Wort nicht. Das richtige Wort heißt "Diffusität".

Siehe auch


- Konvektion
- Poisson-Gleichung
- Wärmeleitungsgleichung
- Diffusität
- Reaktions-Diffusionsgleichung
- Gleichverteilung

Weblinks


- [http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/mw1_ge/ka