
- •Бодх Атомная физика и всё такое.
- •Что такое «модель»
- •Исторический срез.
- •Электричество и электроны
- •Планетарная модель атома.
- •Атом водорода.
- •Атом – это пустое место.
- •Нейтрон.
- •Общая схема атома – самая грубая.
- •Гелий и гелион. Массовое число атома. Атомное число.
- •Нуклеосинтез.
- •Какие элементы нам уже знакомы?
- •Атомная масса и атомное число.
- •Еще немного о массе энергии и энергии массы.
- •Другие химические элементы.
- •Несколько слов об «элементах».
- •Их так много, может они на самом деле «один и тот же»?
- •Электронвольты и ангстремы.
- •Энергия.
- •Вес и масса. И Луна.
- •Астрономическое отступление: происхождение Луны и интересов.
- •Периодичность свойств и постепенность увеличения атомного ядра.
- •Электроположительность и электроотрицательность.
- •Химические связи. Валентность и ковалентность.
- •Совместное владение электронами.
- •Электронные оболочки.
- •«Липкие молекулы». Водородная связь.
- •Силы Ван-дер-Ваальса.
- •Потенциальная яма.
- •Сантиметры, граммы и секунды. И джоули. И прочее.
- •Дополнительные сведения:
- •Изотопы водорода. Дейтерий, протий и тритий.
- •Ядерные реакции.
- •Нейтронная звезда.
- •Плазма.
- •Камера Уилсона.
- •Исключение из правил.
- •Период полураспада.
- •Радиоуглеродный метод.
- •Медленные нейтроны.
- •Отступление… из физики!
- •Измерение массы заряженных частиц.
- •Магнетизм.
- •Масс-спектрограф.
- •Островки стабильности – земля Санникова
- •История Земли Санникова
- •Ядерные задачки.
- •1) Полоний – продукт распада изотопа радона 222Rn. Период полураспада радона равен примерно 4 дням. Через сколько дней число ядер полония будет в 3 раза превышать число ядер радона?
- •Интерференция электронов.
- •Еще о медузах, слонах и звуках.
- •Как измерили заряд электрона.
- •Супер-сверх-мега-отступление.
- •Универсальный принцип дополнительности.
- •Химическая основа жизни.
- •Поляризация.
- •Спектр. Инфракрасные и ультрафиолетовые лучи.
- •Рентгеновские лучи.
- •Радиоактивность.
- •Отдельное «спасибо» от Дарвина.
- •Фотоэффект. Кванты.
- •Модель атома Бора.
- •Квантование.
- •Спектральный анализ.
- •Кентавры.
- •Матричная механика.
- •Радар и диктатура пролетариата.
- •Туннельный эффект.
- •Желания радостные и механические.
- •Мезоны.
- •Мезоновый зоопарк.
- •Барионы и адроны. Барионный заряд.
- •Мюоны. Космические лучи. Чудесные атомы будущего.
- •Природа электрического поля.
- •Античастицы. Аннигиляция.
- •Взаимодействие с пустотой. Очередная нелепость?
- •Вероятность. Экспонента.
- •Магнетар
- •Цепная реакция
- •Солнечный ветер. Гелиосфера.
- •Физика и удовольствие от геологии
- •Кинетическая энергия: mv или mv2 ?
- •Список клёвых книг по физике.
Исторический срез.
Каждый раз, когда в каком-либо тексте я встречаю фразу типа «это было в одна тысяча таком-то году, когда Резерфорд открыл…», я испытываю настойчивое желание пропустить ее, даже не пытаясь запомнить – в каком же там году это было. Просто я никогда не запоминаю эти даты, и, как мне кажется, никто не запоминает. И вот, когда я начал писать эту книгу, я с ужасом почувствовал, что, словно сомнамбула, начинаю писать… ту же самую фразу в первых же параграфах! Что же будет дальше?
Занеся мышь над несчастной датой, я приготовился ее уничтожить, но вдруг понял, что мне самому довольно интересно знать, что именно в 1911-м году Резерфорд предложил планетарную модель атома. Правда, этот интерес не имеет отношения к физике. Просто я представляю – что еще происходило в мире в том году, и испытываю некоторое наслаждение от этого. Мне нравится сопоставлять исторические события, происходившие примерно в одно и то же время – вот такой специфический «исторический секс». Ясный ход мысли, безупречные выводы, блестящие догадки, изящные решения – всё это приносит нам «интеллектуальное наслаждение», которое, я надеюсь, ты иногда испытываешь, и, надеюсь, испытаешь и при чтении этой книги. Ну так вот есть еще и историческое наслаждение. И чтобы поделиться возможностью его испытать, я коротко напомню несколько событий того самого – 1911 года:
*) в США основана корпорация IBM
*) убит Пётр Столыпин – премьер-министр России с 1906 года. Великий реформатор, произнесший слова, которые до сих пор не услышаны власть предержащими: «Вам нужны великие потрясения - нам нужна Великая Россия». Он же автор фразы: «Дайте государству двадцать лет покоя, внутреннего и внешнего, и вы не узнаете нынешней России». Ну что ж - прошло сто лет, а Россию мы по-прежнему узнаём…
Кстати об атомах: Менделеев принимал у Столыпина экзамен по химии и поставил ему пятерку!
*) получила Нобелевскую премию Мария Склодовская-Кюри - «За выдающиеся заслуги в развитии химии: открытие элементов радия и полония, выделение радия и изучение природы и соединений этого замечательного элемента». Мы еще встретимся на страницах этой книги и с Марией, и с радием.
Электричество и электроны
Для того, чтобы понимать дальнейшее, необходимо сказать хотя бы пару слов об электричестве, не вдаваясь в детали. Давно было замечено (это сделал еще Фалес Милетский в шестом веке до нашей эры), что если потереть шерстью янтарь, то к нему начинают прилипать мелкие бумажки и прочий мусор. А еще можно потереть шерстью стеклянную палочку. Если взять натертые таким образом стеклянную и янтарную палочки, то мы заметим, что две янтарные палочки отталкиваются друг от друга, и две стеклянные палочки тоже отталкиваются друг от друга, а если взять янтарную (или – что более доступно – эбонитовую) и стеклянную палочки, они будут притягиваться.
Та сила, которая проявляется при натирании эбонита или стекла или янтаря и т.д. шерстяной тряпочкой, и была названа «электрической» силой. Термин «электричество» ввел ученый Уильям Джилберт в 1600-м году.
При поднесении мелкой бумажки к натертой палочке – даже не вплотную, а на расстоянии, возникает сила, которая притягивает бумажку. Отсюда естественно вытекает предположение, что пространство вокруг палочки чем-то наполнено – чем-то таким, что и оказывает влияние на клочок бумаги. И чем сильнее мы натираем палочку, тем интенсивнее возникающая сила, то есть пространство вокруг палочки становится более наполнено «этим самым». То, что возникает вокруг этих палочек – то, что в любой тоске окружающего пространства действует на электрически заряженные объекты, и назвали «электрическим полем», поскольку результатом существования «этого» является электрическая сила. Поскольку при сближении двух эбонитовых палочек они отталкиваются, а при сближении эбонитовой и стеклянной палочек они притягиваются друг к другу, то значит существует два типа поля. «Янтарное поле» условно назвали положительным (или «плюсом»), а «стеклянное» - отрицательным. Можно было назвать и наоборот – это совершенно все равно, это лишь способ отличать одно от другого.
Ты можешь прямо сейчас потереть свою пластмассовую расческу от волосы, и обнаружить, что теперь и расческа и волосы притягивают мелкие кусочки бумаги – вот ты и стала творцом электричества!
В XVIII веке Стивен Грэй обнаружил, что металлы способны проводить электричество, потом исследования продолжались, и наконец в 1897 году Томсон открыл электрон. В его статье, напечатанной в октябрьском номере физического журнала «Философикл мэгэзин» за 1897 год, впервые в науке утверждается, что электричество – это движение электронов – микрочастиц, несущих отрицательный заряд.
Термин «электрический заряд», или просто «заряд», и обозначает способность вещества создавать вокруг себя электрическое поле. Если потереть палочку сильнее, электрическое поле тоже станет сильнее, поскольку увеличится сила, притягивающая кусочки бумаги. Если потереть слабее – электрическое поле уменьшится. Впоследствии было обнаружено, что существует частица, которая имеет минимальный электрический заряд, то есть частица, которая создает предельно минимальное электрическое поле – меньше быть не может. Такая частица называется «электрон».
Необходимо ясно понять: «электрическое поле» НЕ состоит из электронов. Электрон - это частица, которая заряжена отрицательно. Мы говорим, что «вокруг электрона есть электрическое поле» - эта фраза означает то и только то, что в любой точке пространства вокруг электрона на любую другую заряженную частицу будет действовать сила электрического притяжения или отталкивания со стороны электрона.
Несколько лет назад я написал книгу про озаренные восприятия и про способы их достижения, а также о негативных эмоциях и том – как сделать так, чтобы перестать их испытывать. Нашлись люди, которые говорили примерно следующее: «посмотрите, он написал целую книгу об эмоциях и мыслях и ощущениях, но так и не потрудился дать им определение! Значит все это чушь». В качестве образца для подражания эти люди приводили… физику, мол вот – смотри – наука, в которой все определено. Я пытался объяснить: невозможно определить ни эмоцию, ни мысль, ни ощущение, ни желание, ни акт различения, потому что «определить» - это свести к уже известному, к уже определенному. А эти понятия – первичны, они ни к чему не сводятся. Но эта мысль с трудом находит себе дорогу в умах тех, кто настроен любой ценой разбить учение, которое им не нравится. И снова следовали ссылки – мол смотри, ведь в физике… Наверное это будет нелегко представить, и тем не менее в физике все в точности то же самое (как и в математике). Такие понятия, как длина, время, масса, электрический заряд и многие другие НЕВОЗМОЖНО определить, потому что эти понятия первичны и ни к чему другому, более простому, не сводятся. Поэтому определить эмоцию можно, указав на те явления, которые ей сопутствуют. То же самое – с электрическим зарядом. Мы указываем на некий круг явлений и говорим, что то, что является их причиной, мы назовем «зарядом».