: Popping Open the Atomic Hood and Seeing What’s Inside

Оглавление

Сбросить всё

←

→

Английский оригинал	Перевод на русский
Сожалеем, но текст оригинала доступен только зарегистрированным пользователям.	Внезапное раскрытие тайны атома и то, что внутри ilves_ArtO 21.08.14 в 20:25 0
	Сегодня учёные знают, что эти атомы - не самые маленькие кусочки материи, как представляли греки. ilves_ArtO 21.08.14 в 18:55 0
	Учёные быстро осознали, что атомы внутри состоят из множества частей: ilves_ArtO 21.08.14 в 18:55 0
	Отрицательно заряженные электроны, вращающиеся вокруг ядра ilves_ArtO 21.08.14 в 18:55 0
	Положительно заряженные ядра ilves_ArtO 21.08.14 в 18:55 0
	Частицы, составляющие ядро (оно тоже состоит из ещё меньших кусочков), и электроны, вместе с некоторыми другими, находятся среди тех частиц, которые объясняет Стандартная модель атомной физики, и, в конечном счёте, которые теория струн также должна объяснять. ilves_ArtO 21.08.14 в 18:56 0
	Открытие электрона ilves_ArtO 21.08.14 в 18:56 0
	Электрон - это отрицательно заряженная частица, содержащаяся внутри атома. ilves_ArtO 21.08.14 в 18:56 0
	Он был обнаружен в 1897 г. британским физиком Дж. Дж. Томсоном, хотя заряженные частицы (включая и название "электрон") уже были предсказаны ранее. ilves_ArtO 21.08.14 в 18:56 0
	Некоторые учёные уже выдвигали гипотезу, что единицы заряда могут переноситься электрическими приборами. ilves_ArtO 21.08.14 в 18:57 0
	(Бенджамин Франклин выдвинул такую идею по крайней мере в 1700-х годах.) ilves_ArtO 21.08.14 в 18:57 0
	Техника смогла проверить эту гипотезу только в поздних 1800-х, после создания электронно-лучевой трубки, изображённой на рис.8-1. ilves_ArtO 21.08.14 в 18:57 0
	Рис. 8-1: Электронно-лучевая трубка позволяет изучать заряженные частицы в вакууме. ilves_ArtO 21.08.14 в 18:58 0
	В электронно-лучевой трубке пара металлических дисков присоединена к аккумуляторной батарее. ilves_ArtO 21.08.14 в 18:58 0
	Металлические диски помещены внутрь герметичной стеклянной трубки, не содержащей воздуха - вакуумной трубки. ilves_ArtO 21.08.14 в 18:58 0
	Из-за электрического напряжения одна из металлических пластин становится положительно заряженной (анод), а другая - отрицательно заряженной (катод). ilves_ArtO 21.08.14 в 18:58 0
	Электронно-лучевые трубки являются основой традиционных трубок телевизоров и компьютерных мониторов. ilves_ArtO 21.08.14 в 18:59 0
	Когда включается электрический ток, трубка начинает светиться зелёным. ilves_ArtO 21.08.14 в 18:59 0
	В 1987 г. Томсон был главой Кавендишской лаборатории в Кембридже, Англия, и приступил к исследованию свойств свечения такой электронно-лучевой трубки. ilves_ArtO 21.08.14 в 19:00 0
	Он обнаружил, что свечение возникало благодаря лучу отрицательно заряженных частиц, летящих между пластинами. ilves_ArtO 21.08.14 в 19:00 0
	Эти отрицательно заряженные частицы позднее стали называть электронами. ilves_ArtO 21.08.14 в 19:01 0
	Томсон также выяснил, что электроны были невероятно лёгкими - в 2000 раз легче, чем атом водорода. ilves_ArtO 21.08.14 в 19:01 0
	Томсон не единственный обнаружил электрон, но он теоретизировал то, что электрон был частью атома (в то время атомы не были полностью признанной идеей), который каким-то образом был выбит из катода и перелетел через вакуум к аноду. ilves_ArtO 21.08.14 в 19:02 0
	После этого открытия учёные начали начали находить способы исследования внутреннего состояния атомов. ilves_ArtO 21.08.14 в 19:02 0
	Ядро - это штука в середине ilves_ArtO 21.08.14 в 19:31 0
	В центре атома находится плотный шар материи, названный ядром, с положительно заряженным зарядом. ilves_ArtO 21.08.14 в 19:32 0
	Вскоре после открытия электронов стало ясно, что если извлечь электрон из атома, то он остаётся слегка положительно заряженным. ilves_ArtO 21.08.14 в 19:32 0
	Некоторое время существовало предположение, что атом был положительно заряженной смесью, содержащей внутри отрицательные электроны, подобно отрицательно заряженным фруктам внутри положительно заряженного пирога. ilves_ArtO 21.08.14 в 19:32 0
	Весь пирог остаётся нейтральным, пока не извлечь из него несколько фруктов. ilves_ArtO 21.08.14 в 19:33 0
	(Учёные тех дней, имевшие другие привычки в еде, чем большинство из нас сейчас, вместо фруктового пирога использовали пудинг с изюмом. ilves_ArtO 21.08.14 в 19:33 0
	Пудинг с изюмом или фруктовый пирог - одинаково неаппетитная картина.) ilves_ArtO 21.08.14 в 19:33 0
	Однако, в 1909 г., эксперимент Ханса Гейгера и Эрнеста Марсдена, работающих под руководством Эрнеста Резерфорда, изменили эту картину. ilves_ArtO 21.08.14 в 19:34 0
	Учёные обстреливали положительно заряженными частицами тонкий лист золотой фольги. ilves_ArtO 21.08.14 в 19:34 0
	Большинство частиц проходило прямо через фольгу, но каждый раз по крайней мере одна из них внезапно отскакивала назад. ilves_ArtO 21.08.14 в 19:34 0
	Резерфорд заключил, что положительный заряд атома золота не распространялся на весь атом, как в модели фруктового пирога, а был сконцентрирован в маленьком положительно заряженном ядре, при этом остальную часть атома составляло пустое место. ilves_ArtO 21.08.14 в 19:35 0
	Отскакивающие частицы были единственными, которые сталкивались с этим ядром. ilves_ArtO 21.08.14 в 19:35 0
	Танец внутри атома ilves_ArtO 21.08.14 в 20:07 0
	Пытаясь выяснить структуру атома, учёные обратили внимание на природную модель - планетарную модель, изображённую на рис. 8-2. ilves_ArtO 21.08.14 в 20:07 0
	Электроны двигаются по орбитам вокруг ядра. ilves_ArtO 21.08.14 в 20:07 0
	Физик Нильс Бор определил, что эти орбиты подчинялись тем же самым квантовым правилам, которые Макс Планк первоначально использовал в 1900 г. - энергия должна переноситься дискретными порциями. ilves_ArtO 21.08.14 в 20:09 0
	В астрономии Земля и солнце притягиваются друг к другу при помощи гравитации, но так как Земля движется вокруг солнца, они никогда не вступают в контакт. ilves_ArtO 21.08.14 в 20:09 0
	Подобная модель могла бы объяснить, почему отрицательно и положительно заряженные составляющие атома никогда не сталкиваются. ilves_ArtO 21.08.14 в 20:09 0
	Первая планетарная модель была предложена в 1904 г. лауреатом нобелевской премии Хантаро Нагаока. ilves_ArtO 21.08.14 в 20:10 0
	Она была основана на кольцах Сатурна и названа Сатурнианской моделью. ilves_ArtO 21.08.14 в 20:10 0
	Некоторые детали модели были опровергнуты экспериментом, и Нагаока отказался от модели в 1908 г.. Однако Эрнест Резерфорд переработал эту концепцию в 1911 г. для создания своей собственной планетарной модели, которая лучше соответствовала экспериментальным доказательствам. ilves_ArtO 21.08.14 в 20:11 0
	Рис. 8-2: Модель атома Резерфорда-Бора содержит электроны, движущиеся по орбитам вокруг положительно заряженного ядра. ilves_ArtO 21.08.14 в 20:26 0
	Когда атомы излучают электроны, энергия электрона придерживается определённых шаблонов. ilves_ArtO 21.08.14 в 23:26 0
	В 1913 г. Бор понял, что из-за этого модель Резерфорда требует некоторого пересмотра. ilves_ArtO 21.08.14 в 23:26 0
	Для соответствия таким шаблонам он воспользовался идеей, что энергия является квантованной, т.е. собранной вместе в определённых количествах, которые допустимы для того, чтобы орбиты оставались стабильными (вместо разрушения орбит, предсказанного электромагнетизмом). ilves_ArtO 21.08.14 в 23:26 0
	Каждый электрон может существовать только при определённом, точно установленном состоянии энергии внутри орбиты. ilves_ArtO 21.08.14 в 23:27 0

Следующая страница →