Техника - молодёжи 1954-02, страница 7
Строение атомов, из которых построен весь окружающий нас мир, - важнейшая проблема физики. За последние годы в решении этой проблемы достигнуты большие успехи, и в настоящее время имеется довольно дельная картина строения вещества. Мы сейчас хорошо знаем, что все окружающие нас твердые, жидкие и газообразные тела состоят из мельчайших атомов, которые, в свою очередь, имеют сложное строение. Создание научной теории строения атома стало возможным благодаря ряду фундаментальных открытий, ознаменовавших конец XIX и начало XX века. Первыми открытиями, которые показали, что атом имеет сложное внутреннее строение, были открытие электрона и открытие явлений радиоактивности. Весьма важные опытные данные для понимания распределения положительного и отрицательного электричества в атоме были получены в 1911 году Резерфордом. Из его опытов удалось определить размеры той области, в которой сконцентрирован положительный заряд. Заряд центральной области атома, получившей название ядра, оказался равным порядковому номеру элемента в таблице Менделеева. Ядро простейшего атома — атома водорода, имеющего заряд, равный заряду электрона, получило название протона. Масса протона оказалась в 1836 раз больше массы электрона. Таким образом, почти вся iMaoca атома оказывается сосредоточенной аа ядре. Основываясь на своих исследованиях, Резерфорд в 1911 году предложил планетарную модель атома, которая впоследствии была развита Бором. Эта планетарная модель сохранила свое значение до настоящего времени. Следует отметить, что мысль о планетарном строении атома высказана была русскими учеными Н. А. Морозовым и В. Н. Чичериным еще в конце прошлого века, задолго до открытия электрона. Согласно планетарной модели в центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого на расстояниях, примерно в 100 тыс. раз больших размера ядра, движутся по орбитам электроны. Их число определяется положительным зарядом ядра. Размеры орбит опре Продолжая отвечать на ряд вопросов о строении вещества и сселенной> интересующих многих из молодых читателей журнала, мы публикуем настоящую статью. деляют размеры атома (примерно 10 —8 см). Можно легко понять, что электроны должны двигаться вокруг ядра с большой скоростью, если учесть, что электрические заряды разного знака притягиваются друг к другу, и, следовательно, неподвижные электроны просто упали бы на ядро. Но уже из одного предположения о движении электронов внутри атома и из того факта, что силы взаимодействия между электрическими зарядами изменяются обратно пропорционально квадрату расстояния между ними, можно математически вывести, по каким орбитам будут двигаться электроны. Оказывается, что устойчивым движение будет лишь по круговым и эллиптическим орбитам. Согласно квантовой механике электромагнитное взаимодействие — например, взаимодействие двух зарядов — обязано обмену световыми квантами. При быстрых изменениях состояния зарядов удается «высвободить» эти кванты. Квантами для сил тяготения являются гравитоны, а. для ядерного взаимодействия — мезоныt повидимому нескольких сортов. Несомненно, что в ядерных взаимодействиях принимают участие к-мезоны тс—; которые могут быть по лучены при столкновении ядер и, в свою очередь, сами легко захватываются ядрами, вызывая их распад.
ОБЪЯСНЕНИЕ К 4-й СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ Величина атома лежит далеко за пределами нашего зрения. Эту ничтожно малую частицу вещества невозможно разглядеть даже в самый сильный. микроскоп. Однако ученые сумели выяснить строение атома, и теперь мы можем наглядно представить себе его строение. На 4-й стр. обложки журнала нарисованы плоскостная и объемная схема атома натрия. Современная теория считает, что электроны в атоме движутся не по плоским орбитам, а закономерно распределены вокруг атомного ядра. У каждого электрона своя область, где он движется большую часть времени. Переход электронов атома из одного состояния в другое сопровождается испусканием кванта света с длиной волны, соответствующей только этому переходу. При высоких температурах, например в пламени свечи, возбуждается много различных состояний и происходит много переходов, дающих сплошной спектр света. В люминофорах ламп дневного света, при поглощении света атомом, электроны переходят в возбужденное состояние. Обратный переход их в нормальное состояние может совершиться либо с испусканием такого же кванта света, либо с последовательным испусканием двух квантов меньшей энергии. На обложке, справа от лампы дневного света, в кружках показано: поглощение атомом кванта ультрафиолетового света (1). Атом, поглотив свет, переходит в сильно возбужденное состояние (2). Испустив квант видимого света, уносящий часть энергии, атом переходит в менее возбужденное состояние (3), Испуская второй квант видимого света, атом переходит в нормальное, то-есть невозбужденное состояние (4). В рентгеновской трубке электроны разгоняются сильным электрическим полем. Затем они тормозятся в веществе антикатода и излучают лучи с очень малой длиной волны — это и есть рентгеновские лучи. ТЕЛА ПРОСТРАНСТВЕ j рави тоны А протоны |
