Содержание
В атомизм Это теория, которая утверждает, что вся реальность и объекты во Вселенной состоят из очень маленьких частиц, которые неразделимы и нерушимы и называются атомами. Атом означает что-то неразрезанное или неразделимое. Слово «атом» происходит от суммы двух греческих слов: «а», что означает «без», и «томон», что означает «разрезать».
Атомистическая школа зародилась как философское движение в очень древних культурах Греции, Рима и Индии. Левкипп и Демокрит основали движение примерно в 5 веке до нашей эры.
Изначально школа атомистов была основана на философском аспекте и не имела доказательств, что не позволяло ей добавлять последователей. От этой теории отказались на несколько столетий, и она стала более широко принятой только в начале девятнадцатого века благодаря химическим доказательствам ее постулатов.
Задача первых представителей атомизма состояла не в том, чтобы говорить о структуре вещей, а в том, чтобы объяснить, как они меняются или остаются такими же. Для первых атомистов атомы всегда существовали; а когда происходило какое-либо изменение, это происходило из-за объединения атомов.
Есть несколько типов атомистических убеждений. Традиционный утверждал, что объекты — это совокупность атомов, и что между ними есть только пустота. Можно сказать, что это вариант философского материализма, поскольку он гарантирует, что нематериальное не существует. Также присутствует социальный атомизм, космологический или физический, логический, социальный, биологический и психологический.
Что такое атом?
В школьной программе говорится, что человек — это мельчайшая частица любого химического вещества. Поэтому его можно встретить во всех частях света
Неважно, безжизненный он или живой; это мельчайшая частица любого химического вещества. Каждый объект в низкохимическом и нормальном слое состоит из индивидуума
Другой вопрос — из чего состоят эти частицы.
Размеры: индивиды, протоны, кварки.
Люди — это строительные блоки молекул. Это не самая маленькая во Вселенной. Существуют также кварки, о которых мы не привыкли говорить в школах и высших учебных заведениях. Они меньше, чем отдельные особи, и представляют собой химические элементы без внутренней структуры. Они гораздо легче по структуре, чем некоторые молекулы. Ученые смогли обнаружить шесть различных типов кварков.
Интересные события: кварки имеют необычные названия — верхний, нижний, странный, истинный, увлекательный и захватывающий. Частицы предпочитают образовывать два или три кварка. В первом случае они называются мезонами, а во втором — барионами. Однако кварки появляются не по одному.
Открытия Галилео Галилея
Галилей защищал коперниканство, придерживаясь гелиоцентрической системы мира, а также настаивал на том, что Земля обладает суточным вращением (крутится вокруг своей оси). Это привело его к знаменитым разногласиям с Римской церковью, которая теорию Коперника не поддерживала.
Галилей построил собственный телескоп, обнаружил спутники Юпитера и объяснил свечение Луны отражённым Землёй солнечным светом.
Всё это было свидетельствами, что Земля имеет ту же природу, что и другие небесные тела, которые тоже обладают «лунами» и движутся. Даже Солнце оказалось не идеальным, что опровергало греческие представления о совершенстве горнего мира — на нём Галилей разглядел пятна.
Модель Вселенной Ньютона
Исаак Ньютон открыл закон всемирного тяготения, разработал единую систему земной и небесной механики и сформулировал законы динамики — эти открытия легли в основу классической физики. Ньютон доказал законы Кеплера с позиции гравитации, заявил, что Вселенная бесконечна и сформулировал свои представления о материи и плотности.
Его работа «Математические начала натуральной философии» 1687 года обобщила результаты исследований предшественников и заложила метод создания модели Вселенной с помощью математического анализа.
ХХ век: всё относительно
Ещё по этой теме
«Жизнь в невозможном мире»: физик-теоретик о мироздании
Качественным прорывом в представлении человека о мире в ХХ веке стали положения общей теории относительности (ОТО), которые вывел в 1916 году Альберт Эйнштейн. Согласно теории Эйнштейна, пространство не является чем-то неизменным, время имеет начало и конец и может течь по-разному в разных условиях.
ОТО до сих пор наиболее влиятельная теория пространства, времени, движения и гравитации — то есть, всего, что составляет физическую реальность и принципы мира. Теория относительности утверждает, что пространство должно либо расширяться, либо сужаться. Так оказалось, что Вселенная динамична, а не стационарна.
Подробнее об этом — в книге Митио Каку «Космос Эйнштейна: Как открытия Альберта Эйнштейна изменили наши представления о пространстве и времени».
Американский астроном Эдвин Хаббл доказал, что наша галактика Млечный Путь, в которой находится Солнечная система — лишь одна из сотен миллиардов других галактик Вселенной. Исследуя дальние галактики, он сделал вывод о том, что они разбегаются, удаляясь друг от друга, и предположил, что Вселенная расширяется.
Если исходить из концепции постоянного расширения Вселенной, выходит, когда-то она находилась в сжатом состоянии. Событие, которое обусловило переход от очень плотного состояния материи к расширению, получило название Большого Взрыва.
ХХI век: тёмная материя и Мультивселенная
Сегодня мы знаем, что Вселенная расширяется ускоренно: этому способствует давление «тёмной энергии», которая борется с силой тяготения. «Тёмная энергия», природа которой до сих пор не ясна, составляет основную массу Вселенной. Чёрные дыры представляют собой «гравитационные могилы», в которых исчезают вещество и излучение, и в которые, предположительно, превращаются погибшие звёзды.
Возраст Вселенной (время с начала расширения) предположительно оценивают в 13-15 миллиардов лет.
Это может быть интересно
Красота Вселенной
Мы осознали свою неуникальность — ведь вокруг столько звёзд и планет. Поэтому вопрос возникновения жизни на Земле современными учёными рассматривается в контексте того, почему вообще возникла Вселенная, где такое стало возможным.
Галактики, звёзды и вращающиеся вокруг них планеты, да и сами атомы существуют только потому, что толчок тёмной энергии в момент Большого взрыва оказался достаточным, чтобы Вселенная не свернулась снова, и в то же время таким, чтобы пространство не разлеталось слишком сильно. Вероятность такого очень мала, поэтому некоторые современные физики-теоретики предполагают, что существует множество параллельных Вселенных.
Впрочем, опровергнуть это с помощью эксперимента невозможно, поэтому другие учёные полагают, что концепцию Мультивселенной следует считать скорее философской.
Подробнее об этом — в книге Алана Лайтмана «Случайная Вселенная: мир, который мы думали, что понимаем».
Цифры в наше время
Интерес к атомизму возродился в 16-17 веках. Николас Коперник и Галилео Галилей были обращены в атомизм благодаря некоторым научным достижениям, которые начали противоречить некоторым аристотелевским теориям, которые доминировали в то время.
Другие философы, такие как английский Фрэнсис Бэкон, Томас Гоббс и Джордано Бруно, некоторое время считались атомистами. Однако большая часть признания возрождения школы атомистов принадлежит французам Рене Декарту и Пьеру Гассенди.
Декарт утверждал, что все физическое во Вселенной состоит из маленьких частиц материи; и что ощущения, такие как вкус и температура, вызваны формой и размером этих маленьких кусочков материи. Эта идея Декарта имела много общего с атомизмом, хотя для Декарта не могло быть вакуума.
Затем в XVIII веке Роджер Боскович создал первую математическую теорию атомизма. Наконец, именно Джон Дальтон разработал атомную теорию и ее постулаты.
Он впервые предположил, что каждый химический элемент состоит из атомов уникального типа и что они могут быть объединены, образуя новые, более сложные структуры.
Как Резерфорд видел атомы
Самые важные достижения в формулировании атомной теории принадлежат Эрнесту Резерфорду. В 1910 году он занимался изучением рассеивания α-частиц, которые проходят через тонкую золотую фольгу и падают на свинцовый экран. α-частицы представляли собой ядра атома гелия. Как правило, они слегка отклонялись от исходного направления.
При этом некоторые из них резко изменяли направление движения, как будто сталкивались с преградой. Отдельные элементы летели в прямо противоположном направлении. После проведения сложных расчетов ученый понял, что такая ситуация возможна только при наличии ядра в центральной части атома. В нем сконцентрирован весь положительный заряд частицы и его масса.
В 1911 году Резерфорд сформулировал планетарную модель строения атома. В его центре располагается ничтожное ядро, которое включает частицы с положительным зарядом. Вся масса частицы тоже сконцентрирована в ядре. Вокруг него по орбитам, напоминающим планетарные, вращаются электроны. Модель Резерфорда получилась весьма наглядной, однако сразу были обнаружены ее недочеты:
- Электрон крутится вокруг ядра при помощи центростремительной силы. Это означает, что он движется с ускорением. Поскольку электрон представляет собой еще и заряженную частицу, то спустя некоторое время он должен излучать энергию. Как следствие, электрону нужно упасть на ядро, а атому – прекратить свое существование. Однако этого не происходит.
- Атом гелия, к примеру, обладает массой, равной 4. Это в 4 раза больше массы одного протона. При этом атом включает всего 2 протона. Таким образом атомная теория Резерфорда была несколько ошибочной.
В 1913 году во время исследований рентгеновских лучей Генри Мозли выдвинул предположение, что ядро, помимо протонов, включает нейтральные частицы. При этом их масса равна массе протона. Это предположение удалось подтвердить только в 1932 году. Это сделал Джеймс Чедвик.
В настоящее время совокупность протонов и нейтронов в атомном ядре называется нуклонами. При этом их массу именуют массовым числом. Протоны обозначаются как порядковый номер элемента. Также применяется термин «атомный номер».
Строение атома
Во Вселенной каждый объект состоит из чего-то. Предположим, что стул сделан из дерева и молекулы. Молекулы состоят из атомов. Они имеют ядра с нейтронами и протонами. Каждый слышал это на уроках физики. Протоны — это положительно заряженные частицы. Нейтроны свободны. Вокруг ядра существует электрическое облако, в котором движутся электроны. Рассматриваются также отрицательно заряженные элементы. Количество протонов и электронов может варьироваться.
Считается, что каждая частица является универсальной. Во Вселенной невозможно найти два разных электрона — протоны и нейтроны. Они выглядят совершенно одинаково друг с другом. Свойства атома зависят от количества частиц в его составе.
Предположим, что один атом водорода состоит из одного электрона и одного протона. Это самый простой элемент. Атом гелия имеет два нейтрона, два протона и два электрона. Его структура никогда не меняется. Атом лития состоит из четырех нейтронов, трех протонов и трех электронов. Существуют и другие вещества, и ученые различают их по составу.
Атомы всегда объединяются в молекулы, а те — в организмы, минералы. Таким образом, все в мире состоит из мельчайших частиц. Предположим, что молекула ДНК является основой всех живых организмов. Она сложна, но состоит из тех же основных элементов, что и неживая материя. Стоит отметить, что 99% всей плотной материи состоит из энергетических связей между вышеперечисленными частицами. Оставшийся 1% — это естественная форма.
Современный атомизм
После открытия электрона и сложного строения атома в начале XXв представления о «неделимости» атомов благодаря работам Дж. Томсона, М. Планка, А.Эйнштейна, Э.Резерфорда сменились теорией атомного строения. Атомы оказались сложными структурами, состоящими из ядра, содержащего почти всю массу и электронных оболочек, определяющих химические свойства.
Одновременно в работах Л. де Бройля, Э. Шрёдингера, В. Гейзенберга, П. Дирака были открыты квантово-механические представления о процессах, происходящих в атоме.
С точки зрения современной науки атомы – это лишь одна из ступеней организации материи, которая, в свою очередь, может быть представлена более мелкими и более «глубокими» ступенями.
Рис. 3. Современная модель атома.
Что мы узнали?
Идея атомизма о том, что все тела состоят из мельчайших неделимых частиц, возникла еще в античности. По мере накопления физических и химических знаний представления об атомах уточнялись и расширялись. К началу XXв стало понятно, что атомы представляют собой лишь один из многих уровней организации материи.
-
/5
Вопрос 1 из 5
Атом в физике: что это такое (определение термина)
Определение термина появляется ещё в античных рукописях. В переводе он означает «неделимый», ведь до середины XIX века считалось, что атом не имеет внутренней структуры, это мельчайшие частицы, из которых состоит вся материя и полевые образования. После открытия атомного ядра всё изменилось, плюс появилось новое направление – ядерная физика. Впервые наличие в атоме вращающихся элементарных частиц предсказал Бекетов в 1865 г. Только они объясняли выбросы энергии при протекании химических реакций.
Атом — это в физике микроскопическая структурная часть материи и мельчайший компонент химических веществ, которым присуще большинство его свойств. Из-за крохотных размеров его невозможно увидеть в оптический микроскоп – атом меньше длины световой волны. Ещё атомом называют связанную систему, состоящую из протонов и нейтронов.
Предполагается, что атом состоит из массивного ядра, в котором сконцентрировано минимум 99,9% массы «неделимого». Вокруг него вращается электронное облако как планеты вокруг Солнца.
Само ядро представлено положительно заряженными протонами и нейтронами с нейтральным зарядом. Количество электронов на электронных оболочках равняется числу позитронов. На орбитах носители зарядов удерживаются за счёт кулоновских сил. Если число электронов и протонов будет разным, образуется заряженный атом – ион. Системы нейтронов с протонами называются нуклонами, они связаны посредством сильного взаимодействия.
Количество протонов в ядрах колеблется от ноля (водород) до более чем сотни, соответствует номеру элемента в таблице Менделеева. Размер атома определяется радиусом крайней электронной орбиты, равняется приблизительно 10-10 м, ядро меньше него минимум на 4 порядка: 10-14. Отсюда следует, что атом практически на 99,9% состоит из пустоты или пока не обнаруженных наукой элементов.
Атомы обозначаются названием химического элемента, рядом с которым указывается число нуклонов и протонов, входящих в состав его ядра, например, 2858Ni. Иногда обходятся без уточнения протонов: Ni-58.
Теория всего
Но, не все так просто. Граалем современной физики является так называемая «Теория всего». Это означает, что нашу полоску бумаги, хотелось бы превратить в колечко, склеив левую и правую части, т.е. квантовую физику и теорию относительности. Зачем это надо?
Ну, во-первых, красиво бы все получилось. Такое единое видение устройства мира. Но, кроме эстетики, есть практические соображения.
Вот, например, одни из самых загадочных объектов Вселенной – «Черные дыры», самые массивные из которых находятся в центрах всех галактик. Их существование фактически доказано. Даже, как писали недавно, фотография одной из них получена.
Хотя это – и некоторое журналистское преувеличение.
Дело в том, что «Черная дыра» — это такой объект, который поглощает всю окружающую его материю и ничего не выпускает назад. Даже электромагнитные волны. Так что увидеть его нельзя. Зато можно зафиксировать эти потоки материи, которые в дыру проваливаются. Что на упомянутой фотографии и было сделано. Образование и существование «Черных дыр» было предсказано теорий относительности. Но что происходит там, внутри?На этот вопрос может ответить только квантовая механика. Но две эти теории не стыкуются.
Теория относительности
Создание ее – очень интересная история, о которой следует рассказать немного подробнее. СТО была создана Эйнштейном на основании других работ, прежде всего Лоренца и Пуанкаре. Но те были математиками и не могли придать своим результатам того, что называется «физическим смыслом». Эйнштейн собрал все эти «кирпичики», дополнил их необходимыми построениями и выстроил из них единую конструкцию, так называемую специальную теорию относительности (СТО), объясняющую устройство пространства и времени. Но пустого. Без материи.
Но материя – вот она, вокруг нас. Планеты, звезды, галактики. Как это все существует и по каким законам живет? Со времен Ньютона было ясно – действует открытый им закон всемирного тяготения. Он прекрасно объяснял законы движения всех планет солнечной системы. «Чего же боле»? Но тут вот какая незадача выходила. Философия и физика конца 19-го — начала 20 века, считала, что Вселенная существовала всегда. Да, рождались и потухали звезды, не говоря уж о прочей космической мелочи, Но в целом, во вселенских масштабах, ничего глобально не менялось. Вот представьте себе, что вы летите на самолете над пляжем. Вы видите такую однородную желтую полосу. А если спуститесь, то обнаружите, что эта полоса состоит из разных маленьких песчинок, которые могут отличаться друг от друга. Вы можете взять в руку горсть этого песка и бросить в море. Но пляж останется. Так и тут. Вселенная, как считалось, существовала всегда, она была безграничной и бескрайней и никакие местные катаклизмы изменить ее жизнь не могли.
Но тут возникает вот какой вопрос. Если Вселенная существовала всегда, если действует закон всемирного тяготения Ньютона, то вся материальная сущность должна была давно слипнуться в один комок под действием всемирного тяготения. А этого не случилось.
И Эйнштейн решил, что Ньютоновской закон всемирного тяготения не совсем верен. Тогда-то и возникла ОТО – Общая Теория Относительности. Эйнштейн работал над ней 10 лет. Каково же было разочарование ученого, когда он обнаружил, что его уравнения не имеют стационарного, т.е. независимого от времени решения. Это значило, что Вселенная не могла существовать вечно. У нее должно было быть свое начало (это так называемый «Большой взрыв», природа которого пока непонятна) и свой конец.
Что же? Десять лет жизни и все, как в народе говорится, «псу под хвост»? Эйнштейн стал судорожно искать ошибки, которые он мог допустить в своей работе. И нашел! Но не ошибки, а одну неточность. Его рассуждения допускали существования некого дополнительно члена в уравнениях. При определенном его значении стационарная вселенная могла существовать! Эйнштейн сразу написал по этому поводу статью в один из ведущих немецких физических журналов, которая тут же и была опубликована. А потом уж стал разбираться, в чем тут дело. И к своему ужасу выяснил, что эта добавка означала существование антигравитации. Представить себе он этого не мог. Поэтому отправил в журнал «покаянное письмо», признаваясь в своей ошибке, которую он, впоследствии называл, самой главной ошибкой в своей научной карьере. Интересно, что уже после смерти Эйнштейна выяснилось, что антигравитация существует. Сейчас она называется «темной энергией», хотя природа этого явления никому не понятна.
Базовая модель атома и атомная теория
Все вещества состоят из частиц, называемых атомами. Атомы связываются друг с другом, образуя элементы, и содержат только один вид атома.
Атомы различных элементов образуют соединения, молекулы и объекты.
Атом — это строительный блок материи, который нельзя разбить на части с помощью каких-либо химических средств.
Ядерные реакции могут изменить атомы.
Три части атома — это протоны (положительно заряженные), нейтроны (нейтральный заряд) и электроны (отрицательно заряженные).
Протоны и нейтроны образуют атомное ядро.
Электроны притягиваются к протонам в ядре, но движутся так быстро, что падают к нему (орбите), а не прилипают к протонам.
Идентичность атома определяется его числом протонов. Это также называется его атомным номером.
Части Атома
Атомы состоят из трех частей:
Протоны: протоны являются основой атомов. В то время как атом может получать или терять нейтроны и электроны, его идентичность связана с числом протонов. Символом числа протонов является заглавная буква Z.
Нейтроны: число нейтронов в атоме обозначается буквой N. Атомная масса атома является суммой его протонов и нейтронов или Z + N. Сильная ядерная сила связывает протоны и нейтроны вместе, образуя ядро атом.
Электроны: электроны намного меньше протонов или нейтронов и вращаются вокруг них.
Основные характеристики атомов:
Атомы не могут быть разделены с помощью химических веществ. Они состоят из частей, которые включают протоны, нейтроны и электроны, но атом является основным химическим строительным материалом материи. Ядерные реакции, такие как радиоактивный распад и деление, могут разрушать атомы.
Каждый электрон имеет отрицательный электрический заряд.
Каждый протон имеет положительный электрический заряд. Заряд протона и электрона равен по величине, но противоположен по знаку. Электроны и протоны электрически притягиваются друг к другу. Как заряды (протоны и протоны, электроны и электроны) отталкиваются друг от друга.
Каждый нейтрон электрически нейтрален; иными словами, нейтроны не имеют заряда и не притягиваются электрически ни к электронам, ни к протонам.
Протоны и нейтроны имеют примерно одинаковые размеры и намного больше электронов. Масса протона по существу такая же, как у нейтрона.
Масса протона в 1840 (!) раз больше массы электрона.
Ядро атома содержит протоны и нейтроны. Ядро несет положительный электрический заряд.
Электроны движутся вне ядра; они организованы в оболочки, которые являются областью наиболее вероятного их местонахождения.
Простые модели показывают, что электроны вращаются вокруг ядра по почти круговой орбите, подобно планетам, вращающимся вокруг звезды, но реальное поведение намного сложнее.
Некоторые электронные оболочки напоминают сферы, но другие больше похожи на тупые колокольчики или другие формы.
Технически, электрон может быть найден в любом месте в пределах атома, но проводит большую часть своего времени в области, описываемой орбиталью.
Электроны также могут перемещаться между орбиталями.
Атомы очень маленькие. Средний размер атома составляет около 100 пикометров или одну десятитысячную часть метра.
Почти вся масса атома находится в его ядре; почти весь объем атома занят электронами.
Количество протонов (также известно как его атомный номер) определяет элемент.
Изменение количества нейтронов приводит к образованию изотопов. Изменение числа электронов приводит к образованию ионов. Изотопы и ионы атома с постоянным числом протонов — это вариации одного элемента.
Частицы внутри атома связаны друг с другом мощными силами.
В общем, электроны легче добавлять или удалять из атома, чем протон или нейтрон.
Химические реакции в основном включают атомы или группы атомов и взаимодействия между их электронами.
Вселенная — это чье-то тело?
Древние египтяне, которых он обучил грамоте и счету, законам и религии, обожествляли его и отождествляли с богом Тотом.
Судя по преданиям, Гермес владел многими тайнами мира людей, неба и преисподней.
https://youtube.com/watch?v=c7tsAG5HdLA
Знания, собранные в сорока двух книгах, он передал людям.
Сохранились только фрагменты двух из них.
А самая важная часть его заветов была изложена на пластинах изумруда – изумрудных скрижалях. Для исследователей наибольший интерес представляет знаменитая формула Гермеса, якобы содержащая величайшую тайну мира: «Вот истина, совершенная истина и ничего кроме истины.
Почему ядро атома не распадается?
В физике существует четыре основных типа взаимодействия между частицами и телами. Это сильные, терпеливые, электромагнитные и гравитационные взаимодействия.
Сильные взаимодействия, которые происходят в масштабах атомного ядра и отвечают за притяжение между ядрами, делают человека очень «крепким орешком».
Не так давно люди поняли, что при делении атомных ядер выделяется огромное количество энергии. Деление тяжелых атомов является источником энергии для ядерных реакторов и ядерного оружия.
Итак, мой друг, после представления тебе структуры личности и основных принципов, нам остается только напомнить тебе, что наши писатели всегда готовы помочь тебе
Неважно, требует ли ядерная физика ядерной диссертации или небольшого количества испытаний. Из любой ситуации есть выход
Задумайтесь о масштабах Вселенной, закажите бумагу в Zaochnik и помните, что нет причин для беспокойства.
Представление Томсона
В 1897 году британский исследователь Джозеф Томсон сделал устройство, которое позволяло проводить измерение отклонений катодных лучей в электрическом поле. Прибор включал стеклянную трубку и 2 электрода – анод и катод. С другой стороны трубку покрывало флуоресцирующее вещество. За счет этого она светилась под влиянием катодных лучей. Этот эксперимент дал возможность изучить строение частиц, которые входят в состав таких лучей.
Томсону удалось доказать, что в структуре катодных лучей присутствуют частицы с отрицательным зарядом, которые почти не имеют массы. Они получили название электронов. Впоследствии при помощи аналогичного устройства удалось открыть и другие частицы. Физик назвал их протонами. Их масса в 1823 раза превышала электроны. Они имели такое же значение заряда, но с положительным знаком.
Таким образом, английскому физику удалось обнаружить 2 частицы, которые входили в состав атома. К тому же он мог создавать его различные модели. Помимо этого, исследователь первым предположил, что в структуру атома входят элементарные частицы – электроны и протоны.
Томсон утверждал, что атом – это положительно заряженная сфера, которая имеет вкрапления электронов, имеющих отрицательный заряд. Другие ученые назвали его модель «сливовый пудинг», хотя она напоминала и булку с изюмом или арбуз с семечками.
Строение атома: структура и принципы
Как мы знаем, вся материя во Вселенной состоит из индивидуума. Человек является наименьшей единицей материи и отвечает за ее свойства. Но из чего состоят эти частицы? В этой статье мы глубже рассмотрим структуру человека. Какова их структура? Давайте объясним это простыми словами.
Таким образом, структура индивидуума состоит из волшебного трио частиц — протонов, нейтронов и электронов. И каждая из этих частиц универсальна. То есть, не существует двух протонов, нейтронов или электронов, похожих друг на друга. Все абсолютно одинаково. Индивидуальные свойства зависят только от количественного синтеза этих частиц в общей структуре индивида.
Например, структура атома водорода состоит из протонов и электронов. Следующий солнечный комплекс состоит из двух протонов, двух нейтронов и двух электронов. Атом лития, например, состоит из трех протонов, четырех нейтронов и трех электронов.
Отдельные структуры (слева направо): атом водорода, люди в солнечных очках, люди в литии.
Люди соединяются, образуя молекулы, а молекулы соединяются, образуя вещества, минералы и организмы. Молекула ДНК, основа всего живого, представляет собой структуру, собранную теми же тремя магическими структурными элементами Вселенной, как камни на дороге. Однако эта структура гораздо сложнее.
Когда мы пытаемся более детально рассмотреть пропорции и структуру человека, обнаруживаются еще более удивительные события. Мы знаем, что человек состоит из ядра и электронов, движущихся вокруг него по траектории, описывающей сферу. Другими словами, его даже нельзя назвать движением в обычном смысле этого слова. Напротив, электроны находятся везде и в то же время внутри этой сферы, создавая электронное облако вокруг ядра и формируя электромагнитное поле.
Различные изображения собственной структуры
Ядро человека состоит из протонов и нейтронов и содержит почти всю массу системы. Однако личное ядро настолько мало, что если увеличить радиус в масштабе 1 см, то радиус всей личной структуры достигнет 100 метров. Поэтому то, что мы воспринимаем, есть все, потому что плотная материя более чем на 99% состоит только из энергетических связей между природными частицами и менее чем на 1% — только из природных форм.
Но что это за природные формы? Из чего они состоят и сколько в них материалов? Чтобы ответить на эти вопросы, давайте подробнее рассмотрим структуру протонов, нейтронов и электронов. Таким образом, на уровне субатомных частиц мы спускаемся еще на одну ступеньку в глубины микромира.
История открытия и строение
Понятия атома было известно еще в Древней Греции. Атомизм – физическая теория, которая гласит, что все материальные предметы состоят из неделимых частиц. Наряду с Древней Грецией, идеи атомизма параллельно развивался еще и в Древней Индии.
Не известно, рассказали тогдашним философам об атомах инопланетяне, или они додумались сами, но экспериментально подтвердить данную теорию химики смогли много позже – только в семнадцатом веке, когда Европа выплыла из пучины инквизиции и средневековья.
Долгое время господствующим представлением о строении атома было представление о нем как о неделимой частице. То, что атом все-таки можно разделить, выяснилось только в начале двадцатого века. Резерфорд, благодаря своему знаменитому опыту с отклонением альфа-частиц, узнал, что атом состоит из ядра, вокруг которого вращаются электроны. Была принята планетарная модель атома, в соответствии с которой электроны вращаются вокруг ядра, как планеты нашей Солнечной системы вокруг звезды.
Планетарная модель
Современные представления о строении атома продвинулись далеко. Ядро атома, в свою очередь, состоит субатомных частиц, или нуклонов – протонов и нейтронов. Именно нуклоны составляют основную массу атома. При этом протоны и нейтроны также не являются неделимыми частицами, и состоят из фундаментальных частиц — кварков.
Ядро атома имеет положительный электрический заряд, а электроны, вращающиеся по орбите – отрицательный. Таким образом, атом электрически нейтрален.
Ниже приведем элементарную схему строения атома углерода.
Схема строения атома
