Возьмем листок бумаги, разрежем пополам, одну из половин еще пополам, еще и еще. До каких пор можно так продолжать и что в итоге должно остаться? Это всегда и интересовало ученых. А название этому дали атом (неделимый с латыни). Это статья о том, что же такое атом и какой это странный мир.
Насчет листа бумаги, складывая его пополам вы не сможете совершить более семи повторов. Проверьте.
Для начала Атом состоит из ядра: протон+нейтрон и электрон бегающий вокруг центра.
Атом - это наименьшая часть элемента несущая в себе его свойства (заметьте я не сказал: наименьшая частица всего, это именно частица элемента несущая свойства этого элемента). Именно атомы определяют будет ли это жидкость или металл, прозрачный или твердый предмет и т.д. все это конечно при определенной температуре. Ведь как мы знаем вода может быть и паром и льдом, но как не крути это все равно Н2О в различном агрегатном состоянии (набором характеристик).
Возьмем для примера атом водорода- простейший элемент во вселенной. Сразу развею два мифа. Первый миф: Все мы представляем атом как шар в центре (протон и нейтрон) и шарик вращающийся по орбите (электрон). Это не шарики - это скорее кусочки энергии, постоянно находящиеся в движении, несущиеся с огромными скоростями.
Второй миф - расстояние. От ядра - основная масса атома 99,99%, до электрона - огромное расстояние. Если представить ядро атома размером с яблоко, то электрон бы вращался на расстоянии нескольких сотен метров. Все остальное пространство абсолютно пустое. Так что мы с вами состоим по сути из пустоты. Убрав все пустое пространство из всех людей на планете и соединив их вместе, мы вновь получим размер яблока. Какой-то удивительный фрукт это яблоко.
Если планеты держаться на своих орбитах вокруг солнца за счет искривления пространства времени массой своей звезды (можно почитать тут и тут). То ядро (протон-нейтрон) удерживаются вместе за счет сильного ядерного взаимодействия. Электрон же не теряет своей орбиты благодаря электромагнитному взаимодействию. Тут то и вступают необъяснимые действия для обычного человека. Ядро атома и электрон обмениваются фотоном (кусочком света) - который находится в двух местах одновременно и в ядре и в электроне (расстояние помните?). Фотон то и подсказывает электрону, что делать.
Фотон та еще частица, он обладает одновременно свойствами и волны и частицы. Т.е. в зависимости от ситуации может быть либо частицей либо волной. Все его движения выполняются только с одной скоростью, со скоростью света - 300 000 км/с . Вот он мир маленького. Фотон это в своем роде пакет переноса информации не имеющий массы.
Синтез
Ядро атома - очень стабильная структура. Чтобы его разрушить или изменить нужно приложить колоссальные силы. Атомы очень не хотят приближаться друг к другу как два магнита с одинаковыми полюсами. Например для получения одного атома Гелия необходимы два атома Водорода и скорости близкие к скорости света. В итоге вы получаете один атом гелия массой меньше первых двух, а разница этих масс будет выпущена в виде чистой энергии (так живет наше солнце). Ниже на фото последствия такого синтеза в человеческих руках.
Радиация
Как я писал выше ядро удерживается на своем месте благодаря сильному ядерному взаимодействию. Так вот "запихав" в ядро большое количество протонов и нейтронов, оно становится больше радиуса чем эти силы могут удержать. Мы получаем изотоп элемента, ядро которого становится нестабильным и начинает испускать частицы или
электромагнитное излучение, по своей сути элемент начинает терять свою массу и объем. Такой эффект и называется радиацией. Каждый радиоактивный элемент имеет такую характеристику как период полураспада. В отведенное время он теряет половину своей массы.
Пример: Возьмем опять яблоко весом 100 грамм (радиоактивный его изотоп), допустим период полураспада которого составляет 1 час. Через этот час яблоко уменьшится в объеме вдвое потеряв 50% массы, т.е. весить будет 50 г. Еще через час 25 г., затем 12,5 г., потом 6,25 г. и так далее, почти до бесконечности (тут конечно немного условно, там еще одно вещество превращается в другое, но суть такова). Например период полураспада плутония 239 - составляет 40000 лет. Вот такая странная характеристика.
Как элементы испускают радиацию можно увидеть в камере Вильсона. Ниже видео. Немного мотнуть правда нужно сразу минуты на полторы.
В следующий раз расскажу подробнее про химические элементы. Почему инертные газы - инертны. Как мы определяем из чего состоят звезды и многое другое.
Хорошего настроения всем. Изучайте науку.
Понравился материал? поставьте лайк- вам нетрудно, а мне приятно, так я буду понимать, что материал интересен и делать больше подобных выпусков.
Слева кнопки- можно поделится в соцсетях.
Больше интересного в других статьях.
Подписка - плюсик в вашу карму.