Gnosis
die Elektrizität konzentrieren. Vorher aber möchte ich einige neue Begriffe definieren: Ladungen, Felder, Ströme und Elektromagnetismus. Unglücklicherweise ist es – wie in der Physik meistens – ausgesprochen schwierig, über Elektrizität zu sprechen, ohne einen kleinen Umweg über die Chemie zu unternehmen. Also, wer weiß noch, was ein Atom ist?»
Hände fuhren in die Luft. Da er sich viel Stoff vorgenommen hatte, ging Laszlo auf Nummer sicher. «Miss Xu.»
«Ein Atom ist der kleinste Teil eines Elements, der dennoch alle chemischen Eigenschaften eines Elements besitzt.»
«Korrekt. Atome wiederum bestehen aus drei Bausteinen: Elektronen, Protonen und Neutronen. Protonen und Neutronen befinden sich dichtgedrängt im Kern des Atoms, dem Nukleus, während die Elektronen den Nukleus umkreisen. Miss Xu, erinnern Sie sich noch an die Ladungen dieser Teilchen?»
«Elektronen sind negativ geladen, Protonen positiv, und Neutronen sind neutral.»
«Genau. Atome, die ebenso viele Protonen wie Elektronen besitzen, sind elektrisch. Atome dagegen mit mehr Elektronen als Protonen sind negativ geladen – und umgekehrt. Die aufgeladenen Teilchen nennen wir Ionen. Können mir noch alle folgen?»
Zweiundzwanzig Köpfe nickten.
«Ausgezeichnet. Nun, wie man so sagt – Gegensätze ziehen sich an. Positiv geladene Ionen ziehen negativ geladene Ionen an. Gleichzeitig stoßen sich zwei positiv geladene Ionen ab. Dasselbe gilt für zwei negativ geladene Ionen. In jedem Fall sehen wir, dass Ionen in der Lage sind, Kräfte aufeinander wirken zu lassen, ohne sich zu berühren.»
Zögerlich hob Elijah seine Hand.
«Mr. Cohen.»
«Aber wie? Also, wie können sie sich gegenseitig beeinflussen, wenn sie gar keinen Kontakt haben?»
Laszlo lächelte. Das war das Erstaunlichste an Elijah Cohen. Was andere Schüler einfach so hinnahmen, stellte Elijah in Frage.
«Sie beeinflussen einander über elektrische Felder zwischen den geladenen Teilchen. Diese Felder befinden sich überall – zwischen sämtlichen geladenen Teilchen im Universum.»
«Okay … aber was ist ein elektrisches Feld?»
Laszlo überlegte kurz. Das Problem mit dem Physikunterricht war, dass Wissenschaftler nach wie vor nicht auf alle Fragen Antworten hatten, nicht einmal in den wichtigsten Punkten. Er wusste, wenn er zu viel sagte, würde er die Kinder eher verwirren, aber Laszlo war Lehrer durch und durch und konnte einfach nicht widerstehen.
«Da ist die Wissenschaft nicht sicher. Zwar glauben Physiker an die Existenz elektrischer Felder, aber sie können sie nicht nachweisen. Sicher wissen sie nur, dass Ionen einander anziehen und abstoßen. ‹Elektrisches Feld› ist die Bezeichnung, die den Grund für diese Interaktion beschreiben soll.»
«Wie können Physiker etwas nicht verstehen, von dem sie annehmen, dass es überall ist?», fragte Stevie Grimes.
«Physiker verstehen so manches nicht. In vielen Fällen können sie zu dem, was vor sich geht, nur Vermutungen anstellen und Vorhersagen errechnen. Ein elektrisches Feld ist nur eine mathematische Konstruktion, um die Stärke der Anziehung oder Abstoßung zwischen Ionen zu berechnen. In diesem Fall wirken sich zwei Faktoren auf das Feld aus: Ladung und Entfernung.
Je größer die Ladung, desto größer die Feldstärke. Je größer die Entfernung, desto geringer die Feldstärke. Und das ist schon alles, was wir genau wissen. Im Grunde könnte es auch sein, dass ein unsichtbares Krümelmonster die Ionen herumschiebt. Obwohl ich daran so meine Zweifel habe.»
«W-w-wieso können die Physiker nicht einfach ein Ion isolieren und dann dessen Feld betrachten?», fragte Elijah.
«Das ist unmöglich, weil ein Feld nicht für sich allein existiert. Es existiert nur zwischen zwei Teilchen. Daher verändert es sich ständig, je nach Aufladung der Teilchen und der Entfernung zwischen beiden.»
«Aber …», sagte Elijah Cohen leise, als dächte er laut nach. «Wie k-k-kann etwas zwischen zwei Dingen existieren, aber nicht für sich allein?»
Laszlo zuckte mit den Achseln. «Gute Frage.»
«Alle Macht dem Krümelmonster!», rief Stevie Grimes.
«Vermutlich», sagte Laszlo und lachte mit der ganzen Klasse. «Nun lassen Sie mich fortfahren, bevor Sie alle noch ganz durcheinanderkommen. Bis jetzt habe ich die elektrische Ladung und das elektrische Feld definiert. Als Nächstes folgt der elektrische Strom.
Mit ‹elektrischer Strom› wird jedes bewegliche Ion, Elektron oder Proton beschrieben. Der elektrische
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