Вспоминая курс физики, очень у многих в памяти всплывет картинка, где показано, что заряды с разноименными знаками притягиваются. Ну а разноименные заряды соответственно отталкиваются. Ну и тут, конечно же, появилась поговорка, что "противоположности притягиваются", которая сильно искажает реальное положение дел.
Но дальше мы встречаем атом. Классическая модель атома - планетарная. Именно её знает большинство из нас, да и, в общем-то, с некоторой долей приближения даже современные исследования подтверждают, что это действительно так.
Почему такое должно случиться
Исходя из планетарной модели атома, он состоит из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Опустим рассуждения о том, что такое электрон и является ли он реальной частицей. Сейчас важно понимать, что это некоторый объект, который находится рядом с ядром атома и обладает отрицательным зарядом.
Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Протоны, как это водится, имеют положительный заряд. Нейтроны, что следует из названия, заряда не имеют. Значит, заряд ядра определяется зарядом протонов.
Атом в целом электрически нейтрален. Ведь число протонов уравновешивается количество электронов. Значит, каждый электрон, образно говоря, взаимодействует со своим протоном.
И тут у многих появляется интересная мысль. Поскольку заряды противоположного знака, электроны должны максимально близко притягиваться к протонам и, вероятно, даже падать на них. Но этого не происходит.
В чём научный парадокс и сложность объяснения явления
Исходя из классических представлений, у электрона, вращающегося вокруг ядра атома, есть некоторая центробежная сила. Получается, что центробежная сила уравновешивает притяжение электрона к ядру атома и пока всё это вращается, электрон притянуться к ядру не может. Но это объяснение довольно "наивное".
Это мнение стоит дополнить ещё и тем, что при движении по орбите электрон излучает энергию. Исходя из закона сохранения энергии, эта начальная энергия должна относительно быстро израсходоваться и электрон притянется к ядру.
В ответ на эти рассуждения, ещё Нильс Бор предложил гипотезу, что электрон при движении по стандартным орбитам ничего не излучает вообще. А энергия испускается ТОЛЬКО при переходе с одного энергетического уровня на другой. Но ведь это только предположение. Однако, долгое время такая упрощенная методика оценки вполне себе считалась исчерпывающей и научной. Факт того, что это только лишь гипотеза и умышленное упрощение замылился.
Последующие эксперименты показали, что движение электрона по орбите всё же должно подчиняться стандартным законам, но весь процесс приправлен некоторой долей специфической силой. Она не только мешает электрону оторваться от ядра, но и не позволяет к этому ядру приблизиться. Ведь эксперименты подразумевали и попытку свести электрон с ядром атома насильственно, но сделать этого так и не получилось.
Ещё один парадокс
Мы обнаружили ещё один парадокс современной физики. Никто не понимает в полном объеме, почему электрон находится там, где он находится и это его стабильная позиция.
Можно, конечно, поспорить с формулировкой "стабильная позиция". Ведь мы уже знаем, что положение электрона в атоме - это штука вероятностная. Но между тем, от того, что она вероятностная, ближе к ядру, чем положено, эта частица не приблизится и соответственно, на ядро и не упадёт.
Ученые предполагают, что существуют некоторые обменные фотоны, которые являются клеем в атоме.
Они связывают ядро атома и электроны и выступают в качестве той силы, которая как раз-таки и определяет взаимодействие ядра и электронов. Не дают приблизиться слишком близко, образуя некоторый незримый каркас, и не дают отдалиться дальше положенного расстояния.
Правда сразу возникает вопрос, чем являются такие обменные фотоны? Исходя из имеющихся предположений - это виртуальная частица. Но и понимания "виртуальности частиц" толком нет. Разве что, это некоторые частицы, которые способны выполнять некоторые функции, но не обладают массой. Читай как "не существуют" в стандартном понимании. Но между тем, современная квантовая физика однозначно обозначает частицы основные и служебные. Вот фотон - это частица служебная. Правда фотоны бывают как обычные, так и вот такие, обменные. Обменной она является для электрона.
Правда тут уместно обсудить уже, что именно занимает межатмное пространство, а этот вопрос тоже далеко не однозначный.
Обязательно подпишитесь на проект, оцените статью лайком и напишите комментарий! Это поможет развитию канала, а вы не пропустите новые интересные статьи
Советую также прочитать на нашем канале:
-----