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Jürgen Schönstein ist Diplom-Geograph (TU München, 1984) aus Berufung und Journalist von Beruf. Nach rund zwei Jahrzehnten als "fester" Korrespondent für deutsche Publikationen in New York, arbeitet er nun als freier Journalist in Cambridge, Massachusetts - und wird damit auch weiterhin ein besonders waches Auge auf alles Neue aus Wissenschaft, Forschung und Technik halten. Daneben bringt er als Dozent am Massachusetts Institute of Technology (MIT) den Studenten das Schreiben bei.
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02.06.08 · 18:12 Uhr
Packungsdichte: Ein Drittel Luft
Kategorie: Naturwissenschaften·Technik · Kommentare: 2
Ich bin kein Mathematiker oder Physiker, und kann somit nicht aus eigener Erfahrung bestätigen, dass seit Jahrhunderten nach einer Lösung dafür gesucht wurde, welche maximale Dichte man beim Packen kugelrunder Objekte in ein Gefäß erzielen kann. Aber weil die Physiker des City College of New York genau dies behaupten und nun auch dieses Jahrhunderte alte Problem endlich gelöst haben, will ich's ihnen mal glauben und diese Info hier weiter geben.
Die Antwort ist: Selbst bei optimaler Packungsweise lassen sich nur 63,4 Prozent des Volumes auf diese Weise füllen. Was bedeutet, dass also beispielsweise Pulver, selbst wenn sie noch so kompakt gestaucht werden, immer noch zu mehr als einem Drittel aus Luft bestehen - vorausgesetzt, die Körnchen sind exakt kugelförmig.
Autor: Jürgen Schönstein· 2 Kommentare· Permalink· Trackback-URL
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Kommentare (2)
Mehr zum physikalischen Hintergrund findet man bei http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=10548
Es geht bei der Arbeit um Zufallspackungen, d.h. Packungen, die man erhält, in dem man Kugeln zufällig in eine Kiste rieseln läßt und dann die Kiste noch schüttelt. Und dabei hat (wenn ich den ziemlich vage formulierten Beitrag auf pro-physik richtig verstehe) eine Packungsdichte über 64,3% dann wohl die Wahrscheinlichkeit 0.
Grundsätzlich sind aber schon höhere Packungsdichten möglich: die kubisch-flächenzentrierte Packung und die hexagonale Packung haben Packungsdichten von 74%. Nur werden diese sich bei zufälligem Schütteln (fast) nie einstellen.
Ich kann nur die dichteste Kugelpackung des Diamant aus Kohlenstoff-Atomen (gedachten Kugeln im Kugelmodell) mit 74 Prozent bestätigen. Aber es gibt Versuche für Dichteres, wie mit BorCarbid... doch dann sind die Kugeln (Atome) nicht mehr gleichgroß. Und dann hast Du eigentlich Rhomboeder, die sich zu Ikosaedern usw... also nicht wirklich kugeltauglich.