8. Развитие представлений о строении атома.

О том, что все сущее состоит из частиц, знали еще древние греки. Около 420 г. до н. э. философ Демокрит поддержал гипотезу, что материя состоит из крошечных, неделимых частиц. По-гречески atomos означает "неделимый", поэтому эти частицы назвали атомами. 1900 г. Немецкий физик Макс Планк – один из основоположников квантовой механики выдвинул гипотезу квантования энергии. Он понял, что атомы излучают и поглощают энергию порциями (названными им квантами) и лишь на определённых волновых частотах. 1901 г. Французский физик Ж.Б. Перреном выдвинул гипотезу о планетарном строении атома. (модель Перрена). 1903 г. В модели Томсона суммарный отрицательный заряд внутреннего электронного облака атома равен положительному заряду шара. Модель Томсона вскоре была опровергнута его учеником Резерфордом. 1904 г. Дж.Дж. Томсон высказал предположение о том, что электроны в атоме подразделяются на группы. 1905 г. Альберт Эйнштейн теоретически открыл квант света (фотон). 1910 г. австрийский физик–теоретик А.Э. Гааз впервые пытался связать квантовый характер излучения с внутренней структурой атома. 1911 год. Эрнест Резерфорд, проделав ряд экспериментов, пришёл к выводу, что атом представляет собой скорее некоторое подобие планетной системы, то есть что электроны движутся вокруг положительно заряженного тяжёлого ядра, расположенного в центре атома. Однако такое описание атома вошло в противоречие с классической электродинамикой. Для объяснения стабильности атомов Нильсу Бору пришлось ввести постулаты, которые сводились к тому, что электрон в атоме, находясь в некоторых специальных энергетических состояниях, не излучает. Постулаты Бора показали, что для описания атома классическая механика неприменима. Сегодня общепринятой является модель атома, являющаяся развитием планетарной модели. Считается, что ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и не имеющих заряда нейтронов и окружено отрицательно заряженными электронами. Однако представления квантовой механики не позволяют считать, что электроны движутся вокруг ядра по сколько-нибудь определённым траекториям (неопределённость координаты электрона в атоме может быть сравнима с размерами самого атома). 

9. Вещество, физическое поле и вакуум.

Вещество — форма материи, в отличие от поля, обладающая массой покоя. Вещество состоит из частиц, среди которых чаще всего встречаются электроны, протоны и нейтроны. Последние два образуют атомные ядра, а все вместе — атомы (атомное вещество), из которых - молекулы, кристаллы и т.

Поле в физике — одна из форм материи, характеризующая все точки пространства и времени, и поэтому обладающая бесконечным числом степеней свободы. При описании физическое поле в каждой точке пространства характеризуется определённым (постоянным или переменным во времени) значением физической величины. Это значение, как правило, меняется при переходе от одной точки к другой. Поле, в отличие от веществ, характеризуется непрерывностью. Известны электромагнитное и гравитационное поля, поле ядерных сил, поля различных элементарных частиц.

Вакуум (от лат. vacuum — пустота) — среда, содержащая газ при давлениях значительно ниже атмосферного. Вакуум характеризуется соотношением между длиной свободного пробега молекул газа и характерным размером процесса d. Под d может приниматься расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода и т.д. В зависимости от величины

соотношения различают низкий, средний и высокий вакуум. Следует различать понятия физического вакуума и технического вакуума. На практике сильно разреженный газ называют техническим вакуумом. В макроскопических объёмах идеальный вакуум недостижим на практике,

поскольку при конечной температуре все материалы обладают ненулевой плотностью насыщенных паров. Кроме того, многие материалы (в том числе толстые металлические, стеклянные и иные стенки сосудов) пропускают газы. Под физическим вакуумом в современной физике понимают полностью лишённое вещества пространство. Даже если бы удалось получить это состояние на практике, оно не было бы абсолютной пустотой. Квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей.