Электроника шаг за шагом
- Автор: Сворень Рудольф Анатольевич
- Год: 1986
- Язык: русский
- Год: "Детская литература"
- ISBN: 5-08-001436-9
- Жанр: Радиоэлектроника
Электронная книга - «Электроника шаг за шагом». Краткое содержание книги:
И все же планетарная модель, несмотря на все ее недостатки, помогает просто и правильно объяснить многие важные процессы в атоме, многие особенности его конструкции. Именно поэтому свое путешествие в атомные глубины мы начнем с того, что построим упрощенную действующую — именно действующую — планетарную модель самого простого из известных атомов.
Привяжите нитку к спичечной коробке, раскрутите ее вокруг руки, и модель готова (Р-3;1). Ваша рука в ней играет роль атомного ядра, вращающаяся на нитке спичечная коробка — роль электрона. Но чью же роль в таком случае играет нитка? Ведь если нитка оборвется, то коробка под действием центробежной силы улетит в сторону, без нитки наш «атом» существовать не может. А в настоящем атоме нет никакой нитки, которая связывала бы ядро с электроном, и вместе с тем атом не разрушается, электрон с огромной скоростью (миллионы оборотов в секунду) вращается вокруг ядра и никуда не улетает. Что его держит? Какая сила привязывает, притягивает вращающийся электрон к ядру, не позволяет ему оторваться, улететь? Это делает электричество.
Т-17. В атомных частицах — электроне и протоне — хранятся мельчайшие порции электрических зарядов. Точными опытами установлено, что любой электрон обладает некоторым отрицательным электрическим зарядом, то есть зарядом того же самого сорта, который был обнаружен у пластмассовой палочки. Электрический заряд есть обязательное, непременное свойство электрона, такое же непременное, как масса. У всех электронов электрический заряд одинаков, так же, скажем, как одинакова масса у всех пятаков.
Теперь заглянем в ядро. Если не бояться упрощений, то можно считать, что ядро состоит из крепко склеенных частиц двух сортов — нейтронов и протонов. И те и другие — довольно тяжелые частицы, масса каждой из них почти в две тысячи раз больше массы электрона (Р-3;8): если электрон — копейка, то протон или нейтрон — двухкилограммовая гиря или двухлитровая банка, наполненная водой. Различаются ядерные частицы — нейтрон и протон — прежде всего тем, что нейтрон в электрическом отношении нейтрален (отсюда и его название), то есть никакими электрическими свойствами он не обладает, а у протона есть положительный электрический заряд.
Подведем некоторые итоги. Электрон на орбите, протон в ядре. Обе частицы от природы обладают электрическими свойствами. У электрона отрицательный электрический заряд, «минус», у протона — положительный, «плюс»…
Теперь уже, наверное, понятно, почему именно электрические силы в настоящем атоме делают то, что в нашей модели делала нитка, — притягивают вращающийся электрон к ядру. У протонов и у электронов разноименные электрические заряды, и силы их электрического взаимодействия стараются стянуть, сблизить эти частицы.
Еще одна интересная особенность: у электрона и у протона заряды хотя и разного сорта, но равны по величине, по своей, если можно так сказать, действующей силе. Массы у этих частиц разные — вспомните: копейка и двухлитровая банка воды, — а электрические заряды, электрические свойства одинаковые. Это тоже может быть доказано точными опытами. Если расположить на некотором расстоянии один от другого два протона и на гаком же расстоянии один от другого два электрона, то электрические силы будут расталкивать протоны, (одноименные заряды отталкиваются) с такой же силой, как и электроны (Р-3;4).
Сравнительно недавно, в середине семидесятых годов, начала активно развиваться и получать экспериментальное подтверждение физическая теория, согласно которой такие частицы, как протон и нейтрон (к электрону это не относится), состоят из еще более «мелких деталей» — кварков. У кварков электрический заряд меньше, чем у протона, и может составлять 1/3 или 2/3 от той порции электричества, которую имеет протон. Причем заряд кварков может быть как положительным, так и отрицательным. Однако теория предсказывает, что сами кварки выделить из протонов или других частиц и получить в «чистом виде» невозможно, а может быть, даже принципиально невозможно. Придравшись к этому, мы будем считать, так же как считалось до появления кварковых теорий, что положительный заряд протона и отрицательный заряд электрона — это самые малые порции электричества, которые можно обнаружить в природе.