Мы уже многократно обсуждали на канале, что атом - это интересная частица. Мало того, что она не похожа на мячик, как это хочется и удобно представлять, так она ещё и наполовину пустая. Но вот "наполовину" ли? Давайте обсудим конкретные цифры.
Для тех, кто не совсем в теме - любой атом даже согласно классическим представлениям (исходя из классической модели Резерфорда) выглядит как перекати-поле. Есть ядро, а вокруг ядра располагаются электроны. Между ядром и электронами, да и между самими электронами есть пустота. Причём, эта логика справедлива и относительно новых моделей атома типа модели Шрёдингера.
Между ядром и электронами действительно много места. Его реальное количество варьируется в зависимости от конкретного атома и грубо говоря это что-то около 40-70% по объему. Но если уж мы начали разбираться с вопросом, то отметим, что оно не пустое. По крайней мере в том смысле, в котором мы обычно думаем о пустоте.
Это пространство заполнено электрическими и магнитными полями - клеем, скрепляющим атом. Тут очень интересно проанализировать устройство этого "клея". Это результат электромагнитного взаимодействия. Для того, чтобы описать его устройство, нужно разобраться и с устройством электромагнитного поля. В конечном итоге, все рассуждения на эту тему сводятся к тому, что такие особые формы материи состоят из обменных виртуальных фотонов - частиц, которые используются для передачи энергии или взаимодействия. Реальны ли они?
И да, и нет. Грубо говоря, это форма передачи энергии, которую можно описать как пакет этой энергии. Это не мячик и не шар, он не имеет физической формы. Но при этом вполне себе на ощутимом уровне обеспечивает процесс. Технически к этой логике физики прибегают всегда, когда нужно описать то или иное, плохо исследованное поле.
Ещё электроны создают своего рода силовое поле, которое не позволяет другим атомам подойти слишком близко. Как будто у каждого атома есть свой личный космический пузырь.
И давайте не будем забывать квантовую механику. Она говорит нам, что даже вакуум, пространство, которое кажется совершенно пустым, на самом деле не пусто. Он кишит виртуальными частицами, которые появляются и исчезают. Там есть поля и есть энергия.
Получается, что мы приходим к дилемме. Видите ли, "пусто" может означать несколько вещей. Если посмотреть с точки зрения того, что отсутствие материи - это пустота, то да, она пуста, но она также не пуста в том смысле, что электрон имеет вероятность находиться там, а вместе с электроном там могут быть и виртуальные фотоны. Эффект присутствия электрона вокруг этой области существует, даже если в этой области фактически нет электрона. То есть "поле электрона" существует повсюду в атоме. Где-то он слабее, где-то оно сильнее. Это немного похоже на утверждение, что электрон находится повсюду в атоме, но у вас больше шансов "поймать" его в более сильном поле.
Но с другой точки зрения пространство внутри атома совершенно пустое. Но это не имеет физического значения, потому что поля атомов отталкивают друг друга, сохраняя структуру материи, с которой мы взаимодействуем. Но да, мы, по большей части, пустое пространство и все объекты вокруг тоже. Такого пустого пространства в материи может быть целых 70%.
--
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!
✅ Поддержать проект монеткой или задать вопрос можно тут! Здесь же я публикую фрагменты будущей книги, которую могут читать подписчики
👉💖 Ставьте лайки материалу, подписывайтесь на проект!