¿Cómo los átomos en un sólido "comunican" la fuerza entre sí?

¿Cuál es el mecanismo que transporta y comunica la fuerza en un sólido, a nivel atómico?

¿Existe algún otro mecanismo además de la deformación atómica y la proximidad?

Es decir, si tuviera una sustancia infinitamente incompresible y la pusiera encima de mi mano y la golpeara con un martillo, ¿sentiría algo mi mano, si no hay diferencia alguna en el movimiento, la forma o la ubicación de la sustancia?

(Si cree que la sustancia se moverá hacia abajo en respuesta al martillo, recuerde que es incompresible, por lo que la parte superior de la sustancia no puede moverse hacia abajo más rápido que la parte inferior, y todo no puede moverse inmediatamente hacia abajo, o lo haríamos haber enviado información al fondo al instante, es decir, más rápido que la velocidad de la luz. ¿Cómo, entonces, se comunicaría la información a través de la sustancia de que es hora de ganar impulso descendente?)

Si argumenta que "infinitamente incompresible" es un escenario ridículo de asumir, :) porque viola la compresibilidad de toda la materia, entonces es esa compresibilidad básica de toda la materia la que proporciona el mecanismo por el cual la fuerza a mayor escala que la nuclear es ¿Se transmite de átomo a átomo? En otras palabras, ¿toda la fuerza en una escala más grande que la atómica es el resultado de compresión/deformación/cambios de densidad interatómicos e infraatómicos?

¿Qué quieres decir con "deformación atómica"? Los átomos no son pequeñas bolas sólidas, por lo que la "proximidad" también está un poco mal definida. Las fuerzas entre los átomos son de naturaleza electromagnética y repulsiva de Pauli.

Respuestas (2)

"Infinitamente incompresible" implica que la velocidad de las ondas de sonido/presión es infinita (mayor que la velocidad de la luz).

Pero incluso si acepta que el medio tiene esta propiedad, es posible que el martillo con el que lo golpee no. La presión en el punto de impacto del martillo corresponde a la fracción del martillo que busca instantáneamente el impacto (la parte posterior del martillo inicialmente no "sabe" que el frente ha golpeado su superficie incompresible.

Pero volviendo a la esencia de su pregunta: todo el material se deforma bajo estrés, longitudinal y lateralmente. El hecho de que un sólido tenga un volumen/forma inicial se debe a un equilibrio entre la atracción y la repulsión: sentado en el equilibrio (el fondo de un pozo de potencial), siempre habrá un pequeño rango en el que el desplazamiento da lugar a una fuerza lineal.

Ninguno de los cuales "responde" exactamente a su pregunta porque se basa en dos premisas contradictorias; no obstante, espero que sea útil.

¡Gracias! Con sus palabras en mente, ¿estaría de acuerdo entonces en que es la compresibilidad básica de toda la materia la que proporciona el mecanismo por el cual la fuerza a mayor escala que la nuclear se transmite de átomo a átomo?
No exactamente. La compresibilidad es una consecuencia de las fuerzas interatómicas (el espaciamiento atómico encuentra el equilibrio en el fondo del pozo potencial formado por la interacción de atracción y repulsión); estas fuerzas dan lugar a la transmisión de presión. La compresibilidad no es en sí misma el mecanismo.
Veo lo que estás diciendo. Así, en una gráfica de atracción y repulsión, la compresibilidad se representaría como la capacidad de variación de la distancia (eje x), y con ello, la repulsión (eje y) sería mayor que la atracción (cuando se comprime) o menor que la atracción (cuando no está comprimido)? Entonces, ¿el mecanismo no es la compresibilidad en sí misma, son las relaciones no lineales entre la distancia, la atracción y la repulsión, que proporcionan un gradiente de fuerza que traduce la compresión en resistencia?

Abordaré esta parte, que es esencial para comprender cualquier cosa más sobre la materia.

¿Cuál es el mecanismo que transporta y comunica la fuerza en un sólido, a nivel atómico?

A nivel de colección de átomos todas las "fuerzas" son electromagnéticas. Los átomos son neutros, pero tienen formas de los orbitales de los electrones que "orbitan" el núcleo, por ejemplo:

orbitales

Los cinco orbitales d en forma ψ(x, y, z)2, con un diagrama combinado que muestra cómo encajan para llenar el espacio alrededor de un núcleo atómico.

Estas formas permiten que las cargas positivas del núcleo se derramen y generen fuerzas atractivas, los átomos encajan en formas moleculares y reticulares, encajan conceptualmente como bloques de Lego, los campos eléctricos definen las celosías y la fuerza del sólido.

Cualquier presión sobre la red será transmitida por fuerzas electromagnéticas y no puede ser más rápida que la velocidad de la luz. De hecho, es el comportamiento colectivo del conjunto de átomos/moléculas lo que definirá las cantidades termodinámicas como la presión, etc. para el sólido, un comportamiento emergente del comportamiento colectivo del nivel atómico subyacente.

Gracias también por este fondo. Entonces, ¿estaría de acuerdo en que es la compresibilidad básica de toda la materia lo que proporciona el mecanismo por el cual la fuerza a mayor escala que la nuclear se transmite de átomo a átomo?
La compresibilidad es un fenómeno colectivo, emergente en un gran número de átomos, como la presión, y un nivel por encima del nivel atómico. El nivel atómico básico interactúa con las fuerzas electromagnéticas. Grandes colecciones de átomos muestran compresibilidad, como una forma abreviada de describir millones de orbitales de electrones atómicos.
tenga en cuenta que un mol de materia comprende del orden 10 ^ 23 moléculas / átomos
¿Cómo los átomos en un sólido "comunican" la fuerza entre sí?
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