Wat is het kleinste deeltje in het universum? Quark, neutrino, Higgs Boson of platform zwart gat? Gepost door de auteur Europeanoid Het beste antwoord is dat de fundamentele deeltjes allemaal geen grootte hebben (de radius is nul). Met de massa. Er zijn deeltjes met een massa gelijk aan nul (foton, gluon, graveliton). Van de enorme kleinste massa in neutrino's (minder dan 0,28 EV / s ^ 2, nauwkeuriger gemeten). Frequentie, tijd - er zijn geen deeltjeskenmerken. Je kunt praten over de tijd van het leven, maar dit is een ander gesprek.

Antwoord van Begin[goeroe]
Mosk Slavobus.

Antwoord van Mikhail Levin.[goeroe]
in feite is de concepten van "grootte" in de Microme praktisch nee. Nou, voor de kern, kunt u nog steeds praten over wat - van analoge van grootte, bijvoorbeeld door de waarschijnlijkheid van elektronen uit de balk, en voor kleiner - nee.

Antwoord van christus[goeroe]
De "grootte" van het elementaire deeltje is het kenmerk van het deeltje, dat de verdeling in de ruimte van zijn massa of elektrische lading weerspiegelt; Meestal praten over t. N De RMS-straal van de verdeling van de elektrische lading (die tegelijkertijd de massafistributie kenmerkt)
Kalibratiebosonen en leptonen binnen de nauwkeurigheid van de uitgevoerde metingen Detecteer de uiteindelijke "maten" niet. Dit betekent dat hun "maten"< 10^-16 см
In tegenstelling tot de ware elementaire deeltjes "Afmetingen" van de finite van de houders. Hun karakteristieke RMS-straal wordt bepaald door de straal van de opsluiting (of houdt quarks) en in volgorde van grootte gelijk aan 10 ^ -13 cm. In dit geval varieert het natuurlijk van de beheerder van de naald.

Antwoord van Kirill Odring[goeroe]
Iemand van Great Pysici sprak (niet Niels Bor?) "Als je de kwantummechanica in visuele termen wilt uitleggen - ga dan en krijg je Nobelprijs."

Antwoord van Serskod Polikanov Sergey[goeroe]
Wat is het elementaire deeltje in het universum is de kleinste?
Elementaire deeltjes die gravitationele effect creëren.
Zelfs minder?
Elementaire deeltjes die in beweging leiden die een zwaartekrachtseffect creëren
maar ze zijn hierbij betrokken.
Er zijn zelfs nog kleinere deeltjes.
Hun parameters passen niet eens in de berekeningen na alle structuur en hun fysieke parameters zijn onbekend.

Antwoord van Misha Nikitin[actief]
Kwark

Antwoord van Matipati Kipirofinovich[actief]
Planck Black Hole

Antwoord van Bro qwerty.[nieuwkomer]
Quarks de kleinste deeltjes ter wereld. Voor het universum is er geen conceptgrootte, het is onbeperkt. Als u de machine uitvindt om een \u200b\u200bpersoon te verminderen, is het mogelijk om oneindig minder, minder, minder ... ja, de quark is het kleinste "deeltje", maar er is iets minder dan het deeltje. Ruimte. Niet. Het heeft. Grootte.

Antwoord van Anton Chicoch[actief]
Proton Neutron 1 * 10 ^ -15 1 FEMOMOMOME
Quark-u quark-d electron 1 * 10 ^ -18 1 Attemeter
Quark-s 4 * 10 ^ -19 400 zptometers
Quark-c 1 * 10 ^ -19 100 ZPTOMETROV
Quark-b 3 * 10 ^ -20 30 ZPTOWERS
High Energy Neutrinos 1,5 * 10 ^ -20 15 ZPTOMETROV
Vooraf 1 * 10 ^ -21 1 zptometer
Quark-t 1 * 10 ^ -22 100 yoccolometers
MEV neutrino 2 * 10 ^ -23 20 yoktometers
Neutrino 1 * 10 ^ -24 1 Yoktometer - (Sooo Small Size !!!
PLONKOVSKAYA-deeltje 1.6 * 10 ^ -35 0.000 000 000 016 Yoktometer
Quantum Foam Quantum String 1 * 10 ^ -35 0,000 000 000 01 Yoktometer
Dit is een deeltjesgrootte. En hier zie je dat het kleinste deeltje van het Planck-deeltje, maar voor hoeveel het te mol is, neutrino is het kleinste deeltje. Maar voor het universum minder alleen de lengte van Planck

Het antwoord op de onophoudelijke vraag: wat het kleinste deeltje in het universum samen met de mensheid is geëvolueerd.

Mensen dachten ooit dat de korrels bouwstenen waren van wat we om ons heen zien. Toen werd het atoom ontdekt, en het werd onduidelijk beschouwd totdat hij werd verdeeld om protonen, neutronen en elektronen binnen te identificeren. Ze blijkten ook niet de meest kleine deeltjes in het universum te zijn, omdat wetenschappers ontdekten dat protonen en neutronen elk uit drie quarks bestaan.

Tot nu toe konden wetenschappers geen enkel bewijs zien dat er iets in quarks is en de meest fundamentele laag van materie of het kleinste deeltje in het universum bereikt.

En zelfs als quarks en elektronen ondeelbare wetenschappers zijn, weten niet of het de kleinste stukjes van materie zijn of als het universum objecten bevat die nog kleiner zijn.

De kleinste deeltjes van het universum

Ze zijn van verschillende smaken en maten, sommige hebben een verbazingwekkende verbinding, anderen verdampen elkaar in wezen, velen van hen hebben fantastische namen: quarks bestaande uit Bariones en mesonen, neutronen en protonen, nucleonen, hyperonen, mesonen, baronnen, nucleonen, fotonen, fotonen, en t ..

Boson Higgs, zo belangrijk voor de wetenschap van het deeltje, dat "deel van God" wordt genoemd. Er wordt aangenomen dat het de massa aan alle anderen bepaalt. Het element was eerste theoretisch in 1964, toen wetenschappers zich afvroegen waarom sommige deeltjes meer enorm zijn dan andere.

Higgs Boson is geassocieerd met het zogenaamde Higgs-veld waarvan wordt aangenomen dat het universum vult. Twee elementen (Quantum Higgs Field en Higgs Boson) zijn verantwoordelijk voor het toestaan \u200b\u200bvan anderen. Genoemd ter ere van de Schotse wetenschapper Peter Higgs. Met de hulp van 14 maart 2013 werd het officieel aangekondigd bevestiging van het bestaan \u200b\u200bvan een Higgs Boson.

Veel wetenschappers beweren dat het Higgs-mechanisme het ontbrekende deel van de puzzel toeliet om het bestaande "standaardmodel" van de natuurkunde te voltooien, dat de bekende deeltjes beschrijft.

Boson Higgs bepaalde fundamenteel de massa van alles dat in het universum bestaat.

Kwark

Quarks (vertaalde) bouwblokken van protonen en neutronen. Ze zijn nooit alleen, bestaande alleen in groepen. Blijkbaar neemt de kracht die quarks aan elkaar bindt, met de afstand, dus hoe verder, hoe moeilijker het zal worden besproken. Daarom bestaan \u200b\u200ber nooit gratis quarks in de natuur.

Quarks fundamentele deeltjes zijn structureless, punt ongeveer 10 -16 cm.

Protonen en neutronen bestaan \u200b\u200bbijvoorbeeld uit drie quarks en de protonen bevatten bijvoorbeeld twee identieke quark, terwijl neutronen twee verschillen.

Supersymmetrie

Het is bekend dat de fundamentele "bakstenen" van Matter-fermions quarks en leptonen zijn, en de houders van de kracht van de bosons zijn fotonen, gluonen. Supersymmetry theorie suggereert dat fermions en bosonen elkaar kunnen veranderen.

De voorspelde theorie betoogt dat voor elk deel aan ons een familielid is, die we nog niet hebben gevonden. Bijvoorbeeld, voor een elektron, dit is een selecron, quark - een DVRKECK, Photon -Fotino, Higgs - Higgsino.

Waarom observeren we deze supersymmetrie nu niet in het universum? Wetenschappers geloven dat ze veel moeilijker zijn dan hun gebruikelijke gerelateerde deeltjes en hoe harder, de kortere levensduur. In wezen beginnen ze te instorten zodra ze zich voordoen. De creatie van supersymmetrie vereist een zeer grote hoeveelheid energie, die slechts kort na een grote explosie bestond en misschien kan worden gecreëerd in grote versnellers als een grote hadron-collider.

Wat betreft het feit dat de symmetrie ontstond, nemen natuurkundigen aan dat symmetrie in sommige verborgen sector van het universum is geschonden, die we niet kunnen zien of zich zorgen maken, maar we kunnen alleen zwaartekracht voelen.

Neutrino

Neutrino lichte subatomaire deeltjes die overal fluit met een hechte snelheid van het licht. In feite stromen biljoenen neutrino op elk moment door je lichaam, hoewel ze zelden communiceren met normale materie.

Sommigen zijn afkomstig van de zon, terwijl anderen uit kosmische stralen interactie hebben met de sfeer van land- en astronomische bronnen, zoals exploderende sterren op de Melkweg en andere verre sterrenstelsels.

Antimaterie

Er wordt aangenomen dat alle normale deeltjes antimatters hebben met dezelfde massa, maar de tegenovergestelde lading. Wanneer de zaak is gevonden, vernietigen ze elkaar. Bijvoorbeeld, een proton-antimateria-deeltje is antiproton, terwijl een elektronen-antimaterial-partner een positron wordt genoemd. Antimatter verwijst naar de duurste stoffen in de wereld die in staat waren om mensen te identificeren.

Gravitons

In de regio van de kwantummechanica worden alle fundamentele krachten door deeltjes verzonden. Licht bestaat bijvoorbeeld uit massieve deeltjes, genaamd fotonen die elektromagnetische kracht dragen. Evenzo is Graviton een theoretisch deeltje dat de zwaartekracht draagt. Wetenschappers moeten nog steeds gravitons detecteren, die moeilijk te vinden zijn, omdat ze zo zwak zo zwak communiceren.

Draad energie

In experimenten fungeren kleine deeltjes, zoals quarks en elektronen, als enkele punten van materie zonder ruimtelijke distributie. Maar puntobjecten compliceren de wetten van de natuurkunde. Omdat het onmogelijk is om eindeloos tot het punt te benaderen, omdat de huidige krachten oneindig groot kunnen worden.

Het idee genaamd The Theory of Superstrun kan dit probleem oplossen. De theorie betoogt dat alle deeltjes in plaats van te wijzen eigenlijk kleine energiedraden zijn. IE, alle objecten van onze wereld bestaan \u200b\u200buit trildraden en energiemembranen. Niets kan oneindig in de buurt van de draad zijn, omdat een deel altijd een beetje dichterbij zal zijn dan de andere. Deze "Loöberen" lijkt enkele van de problemen van Infinity op te lossen, waardoor een idee aantrekkelijk is voor natuurkundigen. Niettemin hebben wetenschappers nog steeds geen experimenteel bewijs dat de theorie van de snaren correct is.

Een andere manier om een \u200b\u200bpuntprobleem op te lossen, is om te zeggen dat de ruimte zelf niet continu en glad is, en in feite bestaat uit discrete pixels of korrels, soms een ruimtelijke temporele structuur genoemd. In dit geval zullen twee deeltjes elkaar eindeloos niet kunnen benaderen, omdat ze altijd moeten worden gescheiden door de minimale grootte van de ruimte van de ruimte.

Punt van zwart gat

Een andere aanvrager voor de titel Het kleinste deeltje in het universum is singulariteit (het enige punt) in het midden van het zwarte gat. Zwarte gaten worden gevormd wanneer de substantie wordt gecondenseerd in een voldoende kleine ruimte, welke zwaartekracht de stof vastlegt, waardoor de stof naar binnen wordt gedrukt, uiteindelijk condenseert in een enkel punt van oneindige dichtheid. Althans volgens de huidige wetgeving van de natuurkunde.

Maar de meeste experts beschouwen de zwarte gaten niet voor onbepaalde tijd dicht. Ze geloven dat dit oneindigheid het gevolg is van een intern conflict tussen twee acterende theorieën - de algemene theorie van relativiteits- en kwantummechanica. Ze suggereren dat wanneer de kwantumgewichtelijke theorie kan worden geformuleerd, de ware aard van zwarte gaten zal worden bekendgemaakt.

Planklengte

Energy-threads en zelfs het kleinste deeltje in het universum kan de grootte van de "stringlengte" zijn.

De riemlengte is 1,6 x 10 -35 meter (het nummer 16 voor welke 34 nul en decimaal punt) een onbegrijpelijke kleine schaal is, die is geassocieerd met verschillende aspecten van de natuurkunde.

Platformlengte - "Natural Unit" van meetlengte, die werd voorgesteld door de Duitse natuurkundige Max Plak.

De bandlengte is te klein voor elk hulpmiddel om te meten, maar bovendien wordt aangenomen dat het de theoretische limiet is van de kortste meetbare lengte. Volgens het onzekerheidsbeginsel moet geen gereedschap nooit minder minder kunnen meten, omdat in dit bereik het universum probabilistisch en onzeker is.

Deze schaal wordt ook beschouwd als een onderscheidende lijn tussen de algehele theorie van relativiteits- en kwantummechanica.

De Planaciaanse lengte komt overeen met de afstand waar het zwaartekrachtgebied zo sterk is dat het zwarte gaten van het veld Energie kan beginnen met het maken van zwarte gaten.

Vanzelfsprekend is het kleinste deeltje in het universum ongeveer de grootte van de riemlengte: 1,6 · 10 -35 meter

conclusies

Vanaf schoolbank was bekend dat het kleinste deeltje in het elektron van het elektron een negatieve lading en een zeer kleine massa heeft, gelijk aan 9.109 x 10 - 31 kg, en de klassieke elektronenradius is 2,82 x 10-15 m.

Pysici worden echter al bediend met de kleinste deeltjes in het Universe van Planacian, dat ongeveer 1,6 x 10 -35 meter is.

De kleinste suikerdeeltje is een suikermolecuul. Hun structuur is zodanig dat suiker zoet smaakt. En de structuur van watermoleculen is zodanig dat schoon water niet zoet lijkt.

4. Moleculen bestaan \u200b\u200buit atomen

En waterstofmolecuul is het kleinste deeltjesdeeltje. De kleinste deeltjes van atomen zijn elementaire deeltjes: elektronen, protonen en neutronen.

De gehele bekende substantie op aarde en het buitenland bestaat uit chemische elementen. Het totale aantal elementen dat in de aard - 94 voorkomt. Bij normale temperatuur bevinden zich 2 van hen in een vloeibare toestand, 11 - in gasvormig en 81 (inclusief 72 metaal) - in vaste stof. De zogenaamde "vierde staat van materie" is plasma, een voorwaarde waarin negatief geladen elektronen en positief opgeladen ionen in constante beweging zijn. De slijplimiet is vast Helium, die in 1964 werd opgericht, zou een monatomisch poeder moeten zijn. TCDD, of 2, 3, 7, 8-tetrachloorodibenzo-p-dioxine, geopend in 1872, sterfelijk in een concentratie van 3,1 × 10-9 mol / kg, die 150 duizend keer sterker is dan een soortgelijke dosis cyanide.

De stof bestaat uit individuele deeltjes. Moleculen van verschillende stoffen zijn anders. 2 zuurstofatomen. Dit is polymeermoleculen.

Zowat het complex: het mysterie van het kleine deeltje in het universum, of hoe u neutrino's kunt vangen

Het standaardmodel van de fysica van elementaire deeltjes is een theorie die de eigenschappen en interactie van elementaire deeltjes beschrijft. Alle quarks hebben ook een elektrische lading, een veelvoud van 1/3 elementaire lading. Hun anti-patches zijn antiletonen (een elektron-anti-deeltje wordt om historische redenen een positron genoemd). Hyperons, zoals A-, σ-, ξ- en Ω-deeltjes, bevatten een of meer s-quarks, desintegreren snel en zwaardere nucleonen. Moleculen zijn de kleinste deeltjes van de stof die nog steeds zijn chemische eigenschappen behouden.

Welke financiële of andere voordelen kunnen uit dit deeltje worden verwijderd? " Natuurkunde wordt door hun handen gefokt. En ze weten dit echt niet. Zodra een studie van halfgeleiderdiodes tot puur fundamentele fysica behoorde, zonder enige praktische toepassing.

Boson Higgs is een deeltje dat zo belangrijk is voor de wetenschap dat ze de bijnaam van het "deel van God" ontving. Het is zij die gelooft dat wetenschappers veel van alle andere deeltjes geeft. Deze deeltjes beginnen te instorten zodra ze op het licht verschijnen. Het creëren van een deeltje vereist een enorme hoeveelheid energie, zoals dit die werd geproduceerd door een grote explosie. Wat een groter en gewicht van superpartners betreft, geloven wetenschappers dat symmetrie werd verbroken in de verborgen sector van het universum, die niet zichtbaar of gevonden kan zijn. Licht bestaat bijvoorbeeld uit deeltjes met een nulmassa, genaamd fotonen, ze dragen elektromagnetische kracht. Evenzo zijn gravitons theoretische deeltjes die zwaartekracht dragen. Wetenschappers proberen nog steeds gravitons te vinden, maar het is erg moeilijk om dit te doen, omdat deze deeltjes zich met materie in interactie hebben.

Deze wereld is vreemd: sommige liefhebbers proberen iets monumentaals en gigantisch te creëren om beroemd te worden voor de hele wereld en het verhaal binnen te gaan, terwijl anderen minimalistische kopieën van gewone dingen creëren en de wereld van niet minder beïnvloeden. Deze beoordeling bevat de kleinste items die in het licht bestaan \u200b\u200ben zijn even functioneel dan hun volledige tegenhangers.

1. Swissminigun-pistool

Swissminigun is niet meer dan een reguliere sleutel, maar het is in staat om kleine kogels te schieten die vliegen van de kofferbak met een snelheid van meer dan 430 km / h. Dit is meer dan genoeg om een \u200b\u200bpersoon te doden van dichtbij.

2. Auto-peel 50

Wanneer het gewicht is, is slechts 69 kg van Peel 50 de kleinste auto die ooit op de wegen is toegestaan. Deze driewieler "Pepelats" zou een snelheid van 16 km / h kunnen ontwikkelen.

3. School Kaloa

UNESCO herkende de Iraanse school Kaloa de kleinste in de wereld. Het heeft slechts 3 studenten en een voormalige Soldier Abdul-Mohammed Sheryan, die nu als leraar werkt.

4. Ketel met een gewicht van 1,4 gram

Hij is gemaakt door een Master of Ceramics Wu Rovenden. Hoewel deze theepot slechts 1,4 gram weegt en op het puntje van de vinger wordt geplaatst, kunt u thee erin brouwen.

5. Prison Sark

Sark Prison werd gebouwd op de Norman Islands in 1856. Het had een plaats voor slechts 2 gevangenen, die en waren in zeer beperkte omstandigheden.

6. Tumbleweed.

Dit huis heette "peracty-veld" (tumbleweed). Hij werd gebouwd door JEIDE SAN Francisco. Hoewel het huis in sommige mensen minder is dan de kasten (zijn gebied is slechts 9 vierkante meter), heeft het een werkplek, een slaapkamer en een bad met een douche en een toilet.

7. Mills & Park

Molens en park in de stad Portland is het kleinste park ter wereld. De diameter is slechts ... 60 centimeter. Tegelijkertijd heeft het park een zwembad voor vlinders, een miniatuur reuzenrad en kleine beelden.

8. Edward Niño Hernandez

De groei van Edward Niño Hernandez uit Colombia is slechts 68 centimeter. Het Guinness-boek van records herkende hem de kleinste man ter wereld.

9. Politiebureau in de telefooncel

In wezen is het geen telefooncel meer. Maar het was een echt functionerend politiebureau in Karabell, Florida.

10. Sculpturen Willard Wigan

British Sculptor Willard Wigan, die leed aan dyslexie en slechte academische prestaties, gevonden troost in het creëren van miniatuurwerken. Zijn sculpturen worden nauwelijks gezien door het blote oog.

11. Bacteriën MyCoplasma Genitalium

12. Porkzirkovirus

Hoewel er nog debatten zijn die als "levend" kunnen worden beschouwd, en wat niet is, classificeren de meeste biologen het virus niet als een levend organisme vanwege het feit dat het niet kan reproduceren of geen metabolisme heeft. Het virus kan echter veel kleiner zijn dan elk levend organisme, inclusief bacteriën. De kleinste is een enkelstrengig DNA-virus genaamd varkenscircusirus. De grootte is slechts 17 nanometer.

13. Ameba

De grootte van het kleinste object zichtbaar voor het blote oog is ongeveer 1 millimeter. Dit betekent dat onder bepaalde omstandigheden een persoon een AMEBE, een douchefusorium en zelfs een menselijk ei kan zien.

14. Quarks, Leptons en Antimatter ...

Tijdens de vorige eeuw hebben wetenschappers veel succes bereikt bij het begrijpen van de extensiteit van ruimte en microscopische "bouwstenen" waaruit het bestaat. Toen het kwam om erachter te komen wat het kleinste waargenomen deeltje in het universum in het universum is, stonden mensen met bepaalde moeilijkheden. Op een gegeven moment dachten ze dat het een atoom was. Dan ontdekten wetenschappers proton, neutron en elektron.

Maar dit ging allemaal niet. Vandaag weet iedereen dat wanneer ze deze deeltjes met elkaar onder ogen moeten zien op plaatsen zoals een grote hadron-collider, ze kunnen worden verdeeld in nog meer kleine deeltjes, dergelijke quarks, leptonen en zelfs antimaterie. Het probleem is dat het onmogelijk is om te bepalen wat de kleinste is, omdat de grootte op het kwantumniveau onbeduidend wordt, evenals alle gebruikelijke regels van de natuurkunde (sommige deeltjes hebben geen massa's, terwijl anderen zelfs een negatieve massa hebben).

15. Vibrerende snaren van subatomaire deeltjes

Gezien het feit dat het hierboven werd gezegd dat het concept van grootte niet uitmaakt op het kwantumniveau, kunt u de theorie van de snaren herinneren. Dit is een kleine controversiële theorie, die suggereert dat alle subatomaire deeltjes bestaan \u200b\u200buit vibrerende snaren die omgaan met het creëren van dergelijke dingen als massa en energie. Sinds deze strings technisch gezien geen fysieke grootte hebben, kan worden beargumenteerd dat ze in zekere zin 'de kleinste' objecten in het universum zijn.

Doctor van fysieke en wiskundige wetenschappen M. Kaganov.

Onder een oude traditie vertelt het tijdschrift "Science and Life" over de nieuwste prestaties van de moderne wetenschap, de nieuwste ontdekkingen op het gebied van natuurkunde, biologie en medicijnen. Maar om te begrijpen hoe belangrijk ze ook interessant zijn, is het noodzakelijk om een \u200b\u200bidee te hebben van de fundamenten van de wetenschap in ieder geval in het algemeen. Moderne fysica ontwikkelt zich snel, en de mensen van de oudere generatie, degenen die op school en bij het Instituut van 30-40 jaar geleden studeerden, met veel bepalingen van het onbekend: toen bestonden ze gewoon niet. En onze jonge lezers zijn er nog niet weten over hen: wetenschappelijk populaire literatuur is bijna niet langer gepubliceerd. Daarom vroegen we om de langdurige auteur van het magazine M. I. Kaganan om te vertellen over atomen en elementaire deeltjes en op de wetten, ze beheren, over wat er materie veroorzaakt. Mozes Isaakovich Kaganov - Theoretics Physicus, de auteur en co-auteur van enkele honderden werken op de kwantumtheorie van vast lichaam, de theorie van metalen en magnetisme. Hij was een toonaangevende medewerker van het Instituut voor fysieke problemen. P. L. Kapitsa en Professor MSU. M. V. Lomonosov, een lid van de redactie van tijdschriften "Natuur" en "Kvant". De auteur van vele wetenschappelijke en populaire artikelen en boeken. Woont nu in Boston (VS).

Wetenschap en leven // illustratie

De Griekse filosoof Democritis was de eerste die het woord 'atoom' zei. Volgens zijn leer zijn atomen ondeelbaar, niet-bestaand en zijn ze in constante beweging. Ze zijn oneindig divers, hebben depressies en uitstulpingen die verbonden zijn, die alle materiële instanties vormen.

Tabel 1. De belangrijkste kenmerken van elektronen, protonen en neutronen.

Atoom van Deuterium.

Engelse natuurkundige Ernst Rutherford wordt beschouwd als de oprichter van nucleaire fysica, de leringen over de radioactiviteit en de theorie van de structuur van het atoom.

Op de afbeelding: het oppervlak van het wolfraamkristal, nam 10 miljoen keer toe; Elk helder punt is zijn afzonderlijke atoom.

Wetenschap en leven // illustratie

Wetenschap en leven // illustratie

Werken aan de creatie van de theorie van straling, Max Planck in 1900 kwam tot de conclusie dat de atomen van de verwarmde substantie het licht van porties, quanta met de dimensie van de actie (J.SD) en energie evenredig aan de straling moeten uitstralen Frequentie: E \u003d HN.

In 1923 verhuisde Louis de Broglie het idee van Einstein op de dubbele aard van het licht - een corpusculair-golf dualisme - op de stof: de beweging van het deeltje komt overeen met de verspreiding van een oneindige golf.

Diffractie-experimenten hebben overtuigend de theorie van De Brogly bevestigd, die aankwam dat de beweging van elk deeltje wordt vergezeld door een golf, lengte en snelheid die afhankelijk is van de massa en energie van het deeltje.

Wetenschap en leven // illustratie

Een ervaren biljart weet altijd hoe de ballen na impact worden gestraft, en drijft ze gemakkelijk in de Lyuza. Met atomaire deeltjes, veel moeilijker. Het is onmogelijk om het traject van het vliegende elektron aan te geven: het is niet alleen een deeltje, maar ook een golf, eindeloos in de ruimte.

'S Nachts, wanneer er geen wolken in de lucht zijn, is de maan niet zichtbaar en de lichten interfereren niet, de lucht is gevuld met heldere glanzende sterren. Het is niet nodig om te zoeken naar vertrouwde sterrenbeelden of de planeet dicht bij de aarde te vinden. Kijk gewoon! Probeer je een enorme ruimte voor te stellen die is gevuld met werelden en breidt miljarden van miljarden lichtjaren uit. Alleen vanwege de afstand lijken de werelden punten te zijn, en velen van hen zijn zo ver dat ze niet te onderscheiden zijn en samengevoegd in de nevel. Het lijkt erop dat we in het midden van het universum zijn. Nu weten we dat het dat niet is. Weigering van Geocentrisme is een grote verdienste van de wetenschap. Het kostte veel moeite, zodat het werd gerealiseerd: de baby-aarde beweegt in een willekeurige beweegt, het lijkt erop dat er niets toegewijd is van de ongelovige (letterlijk!) Ruimte.

Maar het leven is ontstaan \u200b\u200bop aarde. Het ontwikkelde zo met succes dat hij erin slaagde een persoon te produceren die de wereld om hem heen kon omvatten, om wetten met betrekking tot de natuur te zoeken en te vinden. Voltooiing van de mensheid in de kennis van de wetgeving van de natuur is zo indrukwekkend dat ze onvrijwillig trots ervaren van het behoren tot deze snuifje van de geest, verloren aan de omtrek van de gewone melkweg.

Gezien de verscheidenheid aan alles die ons omringt, is het bestaan \u200b\u200bvan gemeenschappelijke wetten geweldig. Niet minder opvallend wat alles is gebouwd van deeltjes van slechts drie soorten - elektronen, protonen en neutronen.

Voor het gebruik van de basiswetten van de natuur, trekt u de waargenomen en voorspelt de nieuwe eigenschappen van verschillende stoffen en objecten, complexe wiskundige theorieën worden gemaakt, om erachter te komen welke helemaal niet gemakkelijk is. Maar de contouren van het wetenschappelijk beeld van de wereld kunnen worden begrepen zonder toevlucht te nemen tot een strikte theorie. Natuurlijk is het hiervoor verlangen. Maar niet alleen: zelfs voor de precipage zal bepaalde moeilijkheden moeten doorbrengen. Het is noodzakelijk om te proberen nieuwe feiten, onbekende verschijnselen te begrijpen, die op het eerste gezicht niet consistent zijn met de bestaande ervaring.

De prestaties van de wetenschap leiden vaak tot het idee dat er niets heiligs is voor haar: het feit dat gisteren de waarheid was, vandaag wordt weggegooid. Met kennis is een begrip van hoe de wetenschap enorm is over elk stuk van de geaccumuleerde ervaring, die vooruitgaat, vooral in gevallen waarin je de geroote ideeën moet opgeven.

De taak van dit verhaal is om de belangrijkste kenmerken van de structuur van anorganische stoffen in te voeren. Ondanks eindeloze diversiteit is hun structuur relatief eenvoudig. Vooral als je ze vergelijkt met een, zelfs het eenvoudigste levende organisme. Maar er is ook een algemeen: alle levende organismen, evenals anorganische stoffen, zijn gebouwd van elektronen, protonen en neutronen.

Het is onmogelijk om een \u200b\u200bimmens te maken: in staat voor, althans in algemene termen, om kennis te maken met het apparaat van levende organismen, heb je een speciaal verhaal nodig.

Invoering

Een verscheidenheid aan dingen, items - alles wat we gebruiken wat ons omringt, is zich niet over. Niet alleen in zijn bestemming en apparaat, maar ook gebruikt om materialen - stoffen te creëren, zoals het gebruikelijk is om te zeggen, wanneer het niet nodig is om hun functie te benadrukken.

Stoffen, materialen zien er vaste uit en de aanraking bevestigt dat ze ogen zien. Het lijkt erop dat er geen uitzonderingen zijn. Vluïdumwater en hardmetaal, dus in tegenstelling tot elkaar, zijn vergelijkbaar in één: en het metaal en het water zijn solide. Waar, in het water kunt u zout of suiker oplossen. Ze bevinden zich in het water. En in een vaste stof, bijvoorbeeld in een houten bord, kunt u de nagel rijden. Het toepassen van merkbare inspanningen, het is mogelijk om ervoor te zorgen dat de plaats die door de boom werd bezet, de ijzeren nagel zal nemen.

We weten goed: van een stevig lichaam kun je een klein stukje afbreken, je kunt bijna elk materiaal slijpen. Soms is het moeilijk, soms gebeurt het spontaan, zonder onze deelname. Stel je voor op het strand, in het zand. We begrijpen: het graf is verre van het kleinste deeltje van de substantie waaruit het zand bestaat. Als je het probeert, kun je Sandbank bijvoorbeeld verminderen, door de rollen passeren - door twee cilinders van zeer massief metaal. Vanwege de rollen rolt het zand in kleinere delen. Sterker nog, dus maak van de graan op de molens bloem.

Nu het atoom onze bumility stevig binnenkwam, is het erg moeilijk om me voor te stellen dat mensen niet wisten, het proces van verpletterende of substantie kan worden verpletterd tot oneindig.

Het is niet bekend wanneer mensen eerst deze vraag hebben gesteld. Voor de eerste keer werd het vastgelegd in de geschriften van de oude Griekse filosofen. Sommigen van hen geloofden dat het hoeveel breuke substantie de divisie toelaat in zelfs kleinere delen - er is geen limiet. Anderen hebben het idee uitgesproken dat er de kleinste ondeelbare deeltjes zijn, waarvan alles bestaat. Om te benadrukken dat deze deeltjes de limiet van het verpletteren zijn, noemden ze ze atomen (in een oude groener, het woord "atoom" betekent ondeelbaar).

Het is noodzakelijk om diegenen te bellen die voor het eerst het idee van het bestaan \u200b\u200bvan atomen naar voren brengen. Dit is een democrritus (werd geboren op ongeveer 460 of 470 jaar vóór het nieuwe tijdperk, stierf in de diepe ouderdom) en epicur (341-270 jaar vóór het nieuwe tijdperk). Dus, atomaire oefening gedurende bijna 2500 jaar. Het idee van atomen werd niet onmiddellijk door alles gezien. Nog eens 150 jaar geleden in het bestaan \u200b\u200bvan atomen was weinig, zelfs bij wetenschappers.

Het feit is dat atomen erg klein zijn. Ze zijn onmogelijk om niet alleen een eenvoudig oog te zien, maar ook bijvoorbeeld met behulp van een microscoop die 1000 keer toeneemt. Laten we denken: wat is de grootte van de kleinste deeltjes die te zien zijn? Verschillende mensen hebben verschillende visie, maar waarschijnlijk zal iedereen het ermee eens zijn dat het onmogelijk is om een \u200b\u200bdeeltje van minder dan 0,1 millimeter te zien. Daarom, als u een microscoop gebruikt, hoewel het moeilijk is om deeltjes van ongeveer 0,0001 millimeter of 10 -7 meter te onderscheiden. Door de grootte van atomen en interatomaire afstanden (10-110 meter) te vergelijken met de lengte die door ons wordt genomen als de limiet van de mogelijkheid om te zien, zullen we begrijpen waarom elke stof ons stevig lijkt.

2500 jaar - een enorme periode. Wat er ook in de wereld is gebeurd, er waren altijd mensen die probeerden hun vraag te beantwoorden hoe de wereld om hen heen regelde. Op sommige tijden bezorgde het probleem van het apparaat van de wereld meer, sommige - minder. De geboorte van de wetenschap in zijn moderne begrip heeft relatief recent plaatsgevonden. Wetenschappers hebben geleerd om experimenten te plaatsen - vraag de aard van de vragen en begrijp de antwoorden, creëert theorieën die de resultaten van experimenten beschrijven. Theorieën vereisten strikte wiskundige methoden om betrouwbare conclusies te krijgen. Wetenschap heeft een lange weg geslaagd. Op dit pad, wat voor de natuurkunde ongeveer 400 jaar geleden begon vanuit de werken van Galileo Galilee (1564-1642), werd ook een oneindig aantal informatie over de structuur van de substantie en de eigenschappen van lichamen van verschillende natuur ontdekt en begrepen een oneindige hoeveelheid verschillende verschijnselen.

De mensheid leerde niet alleen passief om de natuur te begrijpen, maar gebruik het ook voor hun eigen doeleinden.

We zullen de geschiedenis van de ontwikkeling van atomaire vertegenwoordigingen gedurende 2500 jaar en de geschiedenis van de natuurkunde in de afgelopen 400 jaar niet overwegen. Onze taak is om kort en duidelijk te praten over wat alles is gebouwd - de items, de lichamen en wij zelf zijn gebouwd.

Zoals vermeld, bestaan \u200b\u200balle stoffen uit elektronen, protonen en neutronen. Ik weet het van schooljaren, maar ik sta nooit op te onthullen dat alles is gebouwd van deeltjes van slechts drie variëteiten! Maar de wereld is zo divers! Bovendien zijn de middelen die van nature voor de bouw van de bouw ook voldoende monotoon zijn.

Een consistente beschrijving van hoe stoffen van verschillende typen zijn geconstrueerd, - complexe wetenschap. Het gebruikt serieuze wiskunde. Het is noodzakelijk om te benadrukken - een ander, er is geen eenvoudige theorie. Maar de fysieke principes die ten grondslag liggen aan het begrip van de structuur en eigenschappen van stoffen, hoewel ze niet-triviaal en moeilijk te vertegenwoordigen zijn, kunt u nog steeds begrijpen. Door je verhaal zullen we proberen iedereen te helpen die geïnteresseerd zijn in het apparaat van de wereld waarin we leven.

Shard-methode of deel en weet

Het lijkt erop dat de meest natuurlijke manier om te begrijpen hoe een soort complexe inrichting is gerangschikt (speelgoed of mechanisme), - demonteren, ontbinden op de componenten. Het is alleen nodig om heel voorzichtig te zijn, onthouden dat het veel moeilijker te vouwen zal zijn. "Breaking - niet om te bouwen", zegt Folk Wijsheid. En meer: \u200b\u200bwaaruit het apparaat bestaat, kunnen we het misschien begrijpen, maar, omdat het werkt, het is onwaarschijnlijk. Het is soms om één schroef los te draaien, en dat is alles wat het apparaat is gestopt met werken. Je moet veel demonteren hoeveel te handelen.

Omdat het niet gaat om de daadwerkelijke ontbinding van alle objecten om ons heen, dingen, organismen, maar ongeveer imaginary, is dat, over mentaal en niet over deze ervaring, je kunt je geen zorgen: het is niet nodig om te verzamelen. Daarnaast zullen we niet kopen voor inspanningen. We zullen niet denken, moeilijk of gemakkelijk om het apparaat in componenten te ontbinden. Geheimen. En waar weten we, wat ben je in de limiet? Misschien kunnen we doorgaan? We geven jezelf toe: we weten niet of het tot de limiet kwam. Het is noodzakelijk om te profiteren van het algemeen aanvaarde mening, waarbij het niet al te betrouwbaar argument is. Maar als u zich herinnert dat dit slechts een algemeen aanvaarde mening is, en niet de waarheid in het laatste geval, is het gevaar klein.

Het is nu over het algemeen een detail, waarvan alles is gebouwd, elementaire deeltjes dienen. En tegelijkertijd niet alles. Kijkend naar de juiste map, zullen we ervoor zorgen dat de elementaire deeltjes meer dan driehonderd zijn. De overvloed aan elementaire deeltjes maakte het lijkt op de mogelijkheid van het bestaan \u200b\u200bvan sub-elementaire deeltjes - deeltjes, waarvan de elementaire deeltjes zelf bestaan. Dus het idee van quarks verscheen. Ze bezitten dat verrassende eigendom dat blijkbaar niet bestaat in een vrije staat. Quarks zijn vrij veel - zes en elk heeft zijn eigen antipartikel. Misschien is de reis naar de diepten van materie niet voorbij.

Voor ons verhaal, de overvloed aan elementaire deeltjes en het bestaan \u200b\u200bvan sub-elementaire onbeduidende. In de constructie van stoffen, elektronen, protonen en neutronen zijn direct bij betrokken - alles wordt alleen van hen gebouwd.

Voordat we de eigenschappen van echte deeltjes bespreken, denken we dat we de details willen zien waarvan alles is gebouwd. Als het gaat om wat ik zou willen zien, moeten we natuurlijk rekening houden met de verscheidenheid aan weergaven. We zullen een paar functies selecteren die verplicht lijken te zijn.

Ten eerste moeten elementaire deeltjes een eigenschap hebben om in een verscheidenheid aan structuren te worden gecombineerd.

Ten tweede wil ik denken dat elementaire deeltjes van niet-winstgevend. Weten welke lange geschiedenis de wereld heeft, het is moeilijk voor te stellen dat deeltjes waaruit het bestaat, sterfelijk.

Ten derde zou ik de items zelf niet te veel willen. Kijkend naar de bouwstenen, zien we hoe diverse gebouwen kunnen worden gemaakt vanuit dezelfde items.

Krijgt kennis met elektronen, protonen en neutronen, we zullen zien dat hun eigenschappen niet in tegenspraak zijn met onze wensen, en slechts drie soorten elementaire deeltjes nemen deel aan de structuur van alle stoffen.

Elektronen, protonen, neutronen

We presenteren de belangrijkste kenmerken van elektronen, protonen en neutronen. Ze worden verzameld in tabel 1.

De omvang van de lading wordt gegeven in de coulutes, massa - in kilogram (SO); De woorden "draai" en "Statistieken" worden hieronder uitgelegd.

Let op het verschil in de massa deeltjes: protonen en neutronen zijn bijna 2000 zwaarder dan elektronen. Bijgevolg wordt de massa van elk lichaam bijna volledig bepaald door de massa protonen en neutronen.

Neutron, zoals volgt uit zijn naam, neutraal - de lading is nul. En het proton en de elektron hebben dezelfde grootste, maar tegengesteld door het ladingsbord. Het elektron is negatief en het proton is positief.

Er is geen deeltjeskenmerken, het lijkt een belangrijk kenmerk - hun grootte. Het beschrijven van de structuur van atomen en moleculen, elektronen, protonen en neutronen kunnen als materiële punten worden beschouwd. De grootte van het proton en neutronen moeten alleen worden herinnerd bij het beschrijven van atomaire kernen. Zelfs in vergelijking met de grootte van de atomen, zijn protonen en neutronen monsterlijk klein (ongeveer 10 -16 meter).

In feite wordt deze korte sectie gereduceerd tot de weergave van elektronen, protonen en neutronen als bouwmateriaal van alle lichamen in de natuur. Men zou gewoon beperkt zijn tot tabel 1, we moeten echter begrijpen hoe van elektronen, protonen en neutronen de constructie wordt uitgevoerd, waardoor deeltjes zich in complexere structuren verenigen en wat deze ontwerpen zijn.

Atom is de meest eenvoudige complexe structuren.

Er zijn veel atomen. Het bleek nodig en mogelijk om ze op een speciale manier te stroomlijnen. Stroomlijning maakt het mogelijk om het verschil en de gelijkenis van atomen te benadrukken. De redelijke opstelling van atomen is de verdienste van D. I. MENDELEEV (1834-1907), die een periodieke wet heeft geformuleerd die zijn naam brengt. Als u tijdelijk afleidt van het bestaan \u200b\u200bvan perioden, is het principe van de locatie van de elementen uiterst eenvoudig: ze bevinden zich sequentieel door het gewicht van atomen. De lichtste is een waterstofatoom. De laatste natuurlijke (niet kunstmatig gecreëerd) atoom is een uraniumatoom, dat zwaarder is dan in 200 keer.

Het begrijpen van de structuur van atomen legde de aanwezigheid van frequentie in de eigenschappen van de elementen uit.

Aan het begin van de 20e eeuw toonde E. Rutinford (1871-1937) overtuigend aan dat bijna alle massa van het atoom zich richt in zijn kern - een kleine (zelfs vergeleken met het atoom) van het gebied van de ruimte: de Nucleus Radius is ongeveer 100 duizend keer minder dan de grootte van het atoom. Toen Rutherford zijn experimenten produceerde, is Neutron nog niet geopend. Met de opening van het neutron werd begrepen dat de kernen bestaan \u200b\u200buit protonen en neutronen, en het atoom zich natuurlijk voorstellen als een kern, omgeven door elektronen, waarvan het aantal gelijk is aan het aantal protonen in de kern - in het algemeen, Het atoom is neutraal. Protonen en neutronen zoals het bouwmateriaal van de kern, kregen een gemeenschappelijke naam - nucleonen (van Latijn kern -kern). We zullen deze titel gebruiken.

Het aantal nucleonen in de kernel is gebruikelijk om de letter te markeren MAAR. Het is duidelijk dat A \u003d N + Zwaar N. - het aantal neutronen in de kernel, en Z. - het aantal protonen gelijk aan het aantal elektronen in het atoom. Aantal MAAR draagt \u200b\u200bde naam van de atoommassa en Z -atoomnummer. Atomen met dezelfde atoomnummers worden isotopen genoemd: in de Mendeleev-tafel zijn ze in dezelfde cel (in het Grieks izos -gelijk Topos -een plek). Het feit is dat de chemische eigenschappen van isotopen bijna identiek zijn. Als de MENDELEEV-tabel zorgvuldig beschouwt, kunt u ervoor zorgen dat, strikt genomen, de locatie van de elementen overeenkomt met niet-atomaire massa, maar het nucleaire nummer. Als de elementen ongeveer 100 zijn, dan is de isotopen meer dan 2000. True, velen van hen zijn onstabiel, dat wil zeggen, radioactief (van Latijn radio. - stralen, activus. - Actief), ze desintegreren, waarbij ze verschillende straling uitzenden.

RANGEFORD-experimenten hebben niet alleen geleid tot de ontdekking van atomaire kernen, maar toonde ook aan dat dezelfde elektrostatische krachten in het atoom werken, waardoor elkaar opgeladen lichamen van elkaar afwijzen en elkaar aanraken (bijvoorbeeld elektroscoopballen).

Het atoom is stabiel. Dientengevolge bewegen de elektronen in het atoom rond de kernel: de centrifugaalkracht compenseert de kracht van aantrekking. Dit begrijpen tot het creëren van een planetair model van een atoom waarin de kern - de zon en elektronen - planeten (vanuit het oogpunt van klassieke fysica, het planetaire model inconsistent is, maar hieronder).

Er zijn een aantal manieren om de grootte van het atoom te schatten. Verschillende schattingen leiden tot nauwe resultaten: de grootte van de atomen is natuurlijk anders, maar zijn ongeveer gelijk aan verschillende tiende nanometer (1 nm \u003d 10 -9 m).

Overweeg voor het begin van een Atom Electron-systeem.

In het zonnestelsel wordt de planeet aangetrokken tot de zwaartekracht van de zon. In het atoom is er een elektrostatische kracht. Het wordt vaak aangeduid als Coulomb ter ere van Charles Augusten Coulomb (1736-1806), die vaststelde dat de kracht van de interactie tussen twee aanklachten omgekeerd evenredig is met het vierkant van de afstand tussen hen. Het feit dat twee kosten V. 1 I. V. 2 worden aangetrokken of afgestoten met stroom gelijk F. C. \u003d Q. 1 V. 2 /r. 2 waar r. - de afstand tussen heffingen, wordt de "Wet van Cool" genoemd. Inhoudsopgave " VAN" Bekroonde kracht F. Volgens de eerste letter van de familienaam Kulona (Frans Coulomb.). Een van de meest uiteenlopende uitspraken is er weinig, die evenzeer de wet worden genoemd als de wet van Coulomb: omdat de toepasselijkheid ervan praktisch niet beperkt is. Geleden lichamen, ongeacht welk soort grootte, evenals atomaire en zelfs subatomische geladen deeltjes - ze zijn allemaal aangetrokken of afstoten in harmonie met de wet van de Coulon.

Terugtocht van de zwaartekracht

Met de zwaartekracht ontmoet een persoon in de vroege kinderjaren. Vallen, leert hij de kracht van aantrekking op de grond te respecteren. Accelerated Motion Accountance begint meestal met de studie van de vrije val van het lichaam - de lichaamsbeweging onder de werking van de zwaartekracht.

Tussen twee lichaamsorganen M. 1 I. M. 2 beïnvloedt de macht F. N \u003d - GM. 1 M. 2 /r. 2 . Hier r. - Afstand tussen lichamen, G -gravititational Constant, gelijk aan 6.67259.10 -11 m 3 kg -1 S -2 , de index "N" wordt gegeven ter ere van Newton (1643 - 1727). Deze uitdrukking wordt de wet van de wereldzwaartekracht genoemd en benadrukt zijn universele karakter. Dwingen F. N. bepaalt de beweging van sterrenstelsels, hemellichamen en vallende voorwerpen op de aarde. De wet van de mondiale zwaartekracht is eerlijk op elke afstand tussen de lichamen. Veranderingen in het beeld van de zwaartekracht, die de algemene theorie van de relativiteit van Einstein (1879-1955), zullen we niet noemen.

En de Coulomb-elektrostatische kracht, en de Newtoniaanse wereld van wereldzwaartekracht even (als 1 / r. 2) Afname met toenemende afstand tussen de lichamen. Hiermee kunt u de actie van beide kracht op elke afstand tussen de instanties vergelijken. Als de sterkte van de Coulomb-afkeer van twee protonen in grootte wordt vergeleken met de kracht van hun gravitatietrekking, blijkt dat het dat blijkt F. N / F. C \u003d. 10 -36 (V. 1 = V. 2 = e. P; M. 1 = = M. 2 = M. P). Daarom speelt de ernst van een belangrijke rol in de structuur van het atoom niet: het is te klein in vergelijking met elektrostatische kracht.

Detecteer elektrische ladingen en meet de interactie tussen hen is niet moeilijk. Als de elektrische kracht zo goed is, waarom is het dan niet belangrijk wanneer, zeg, valt, springen, de bal gooien? Omdat we in de meeste gevallen te maken hebben met neutrale (ongeladen) lichamen. Er zijn altijd veel geladen deeltjes in de ruimte (elektronen, ionen van verschillende tekens). Onder invloed van een enorme (op atomaire schaal) van de aantrekkelijke elektrische kracht die door het geladen lichaam is gecreëerd, geladen deeltjes naar zijn bron, blijven vasthouden aan het lichaam en neutraliseer de lading.

Golf of deeltje? En golf en deeltje!

Over Atomic en zelfs kleiner, subatomisch, deeltjes zijn erg moeilijk om vooral te vertellen omdat hun eigenschappen geen analogen zijn in ons dagelijks leven. Je zou kunnen denken dat deeltjes waaruit dergelijke kleine atomen bestaan, handig in de vorm van materiële punten. Maar alles bleek veel moeilijker te zijn.

Een deeltje en golf ... het lijkt, zelfs zinloos te vergelijken, zo anders.

Waarschijnlijk als je denkt aan de golf, stel je eerst een bezorgd zeeoppervlak voor. Golven aan de kust komen uit de open zee, de golflengten zijn de afstand tussen twee opeenvolgende ruggen - kan verschillen. Het is gemakkelijk om golven te observeren met een lengte van ongeveer een paar meter. Met opwinding fluctueert het uiteraard de massa water. De golf heeft betrekking op een belangrijke ruimte.

Golf periodiek in tijd en in de ruimte. Golflengte ( λ ) - Maatregel voor ruimtelijke periodiciteit. De frequentie van golfbeweging in de tijd is zichtbaar in de herhaalbaarheid van de komst van CREST-golven naar de kust, en u kunt het bijvoorbeeld detecteren op de oscillatie van de float-up-down. Duiden op de periode van de golfbeweging - de tijd waarvoor één golf passeert - de brief T.. De waarde, de omgekeerde periode, wordt de frequentie ν genoemd = 1/ T.. De eenvoudigste golven (harmonisch) hebben een bepaalde frequentie die niet in de loop van de tijd verandert. Elke complexe golfbeweging kan worden weergegeven in de vorm van een reeks eenvoudige golven (zie "Wetenschap en het leven" nr. 11, 2001). Strikt genomen, een eenvoudige golf bezet een oneindige ruimte en bestaat voor onbepaalde tijd voor onbepaalde tijd. Het deeltje, zoals we ons voorstellen, en de golf is absoluut niet vergelijkbaar.

Sinds Newton, een geschil over de aard van het licht. Wat is licht - een set deeltjes (corpuscles, van Latijn corpusculum. - Taurus) of golven? Theorieën hebben al lang mee geconcureerd. De Wave Theory won: de corpusculaire theorie kon de experimentele feiten (interferentie en diffractie van licht) niet verklaren. Met rechtlijnige spreiding van de lichtbundel, een golftheorie eenvoudig omgegaan. Een belangrijke rol werd gespeeld door het feit dat de lengte van lichtgolven op alledaagse concepten erg klein is: het golflengtebereik van zichtbaar licht van 380 tot 760 nanometer. Kortere elektromagnetische golven - ultraviolet, röntgen- en gamma-stralen, en langer - infrarood, millimeter, centimeter en alle andere radiogolven.

Tegen het einde van de XIX-eeuw leek de overwinning van de golftheorie van licht over het corpusculair finale en onherroepelijke. De twintigste eeuw maakte echter serieuze aanpassingen. Het leek dat licht of golven of deeltjes. Het bleek - beide golven als deeltjes. Voor het licht deeltjes, voor zijn quanta, omdat het gebruikelijk is om te zeggen, is een speciaal woord uitgevonden - "Photon". Het woord "quantum" komt van het Latijnse woord quantum - Hoeveel, en "foton" - Vanuit het Griekse woord foto's -schijnen. Woorden die de naam van de deeltjes aanduiden, hebben in de meeste gevallen het einde is hij. Het maakt niet uit hoe verrassend genoeg, in sommige experimenten, het licht gedraagt \u200b\u200bzich als golven, en in anderen - als een stroom deeltjes. Geleidelijk erin geslaagd om de theorie te bouwen die voorspelt hoe het licht zich zou gedragen in welk experiment. Momenteel wordt deze theorie door iedereen aangenomen, het verschillende gedrag van het licht is niet langer verrassend.

De eerste stappen zijn altijd vooral moeilijk. Ik moest tegen het advies in de wetenschap gaan, om de verklaringen die ketterij zoeken uit te drukken. Deze wetenschappers zijn oprecht geloven in de theorie die ze gebruiken om de waargenomen fenomenen te beschrijven. Het is erg moeilijk om de geadopteerde theorie te weigeren. De eerste stappen maakten Max Planck (1858-1947) en Albert Einstein (1879-1955).

Volgens de plank - Einstein is het afzonderlijke porties, Quanta, het licht wordt uitgestraald en geabsorbeerd door de substantie. De energie die foton draagt, is evenredig met zijn frequentie: E. = h.ν. Evenredigheidscoëfficiënt h. Genoemd een permanent plan ter ere van de Duitse natuurkunde, die het in 1900 aan de stralingsheorie introduceerde. En in het eerste derde van de 20e eeuw werd het duidelijk dat de constante plank een van de belangrijkste wereldconstanten was. Natuurlijk werd het zorgvuldig gemeten: h.= 6.6260755.10 -34 J.S.

Quantum Light is veel of een beetje? De frequentie van zichtbaar licht is ongeveer 10 14 S -1. Recall: de frequentie en de lengte van de golf van licht zijn geassocieerd met de relatie ν \u003d c./ λ waar van= 299792458.10 10 m / s (zeker) - de snelheid van het licht in vacuüm. Energiekwantum h.ν, want het is gemakkelijk te zien, ongeveer 10 -18 j. Vanwege deze energie is het mogelijk om een \u200b\u200bhoogte van 1 centimeter een massa van 10 -13 gram te verhogen. Op menselijke schaal monsterlijk weinig. Maar dit is een massa van 10 14 elektronen. In de micrometer compleet verschillende schalen! Natuurlijk kan een persoon geen massa van 10 -13 gram voelen, maar het oog van de persoon is zo gevoelig dat het bepaalde kwanta van licht kan zien - ze waren hiervan overtuigd, waardoor een aantal subtiele experimenten wordt geproduceerd. Onder normale omstandigheden onderscheidt een persoon geen onderscheid tussen de "korrelheid" van het licht, het als een continue stroom waarnemen.

Wetende dat het licht tegelijkertijd een corpusculaire en golfaard is, het is gemakkelijker om voor te stellen dat de "echte" deeltjes zwaaiende eigenschappen hebben. Voor de eerste keer drukte Louis de Broglil (1892-1987) zo'n waargenomen gedachte uit. Hij probeerde niet te achterhalen wat de aard van de golf, wiens kenmerken voorspelden. Volgens zijn theorie, een deeltjesmassa m.vliegend v., komt overeen met een golf met een golflengte L \u003d hMV en frequentie ν = E./h.waar E. = mv 2/2 - deeltjesergie.

Verdere ontwikkeling van atoomfysica leidde tot een begrip van de aard van golven die de beweging van atomaire en subatomaire deeltjes beschrijven. Er was een wetenschap genaamd "Quantum Mechanics" (in de eerste jaren werd het vaker Wave Mechanics genoemd).

Quantum Mechanica is van toepassing op de beweging van microscopische deeltjes. Bij het overwegen van de beweging van gewone instanties (bijvoorbeeld alle details van de mechanismen) is er geen zin om rekening te houden met quantum-amendementen (amendementen die zijn verplicht door de golfeigenschappen van materie).

Een van de manifestaties van de golfbeweging van deeltjes is de afwezigheid van hun trajecten. Voor het bestaan \u200b\u200bvan het traject is het noodzakelijk dat het deeltje op elk moment een bepaalde coördinaat en een bepaalde snelheid heeft. Maar het is precies dit dat verboden is door kwantummechanica: Calci kan niet tegelijkertijd een bepaalde waarde van de coördinaat hebben H.en een bepaalde snelheid V.. Hun onzekerheid Dx en DV geassocieerd met de verhouding van onzekerheden, Open Werner Geisenberg (1901-1974): D h.D. v ~ h / mwaar m. - Massa van deeltjes, en h -permanente plank. De constante plank wordt vaak de universele kwantum "acties" genoemd. Zonder de term op te geven handelen , let op het epithet universeel . Hij benadrukt dat de verhouding van onzekerheid altijd waar is. Het kennen van de bewegingsomstandigheden en massa van het deeltje kan worden beoordeeld wanneer de kwantumbewegingswetten in aanmerking moeten worden genomen (met andere woorden, wanneer het onmogelijk is om de golfeigenschappen van deeltjes en hun gevolg te verwaarlozen - de verhoudingen van onzekerheid), en wanneer het mogelijk is om de klassieke wetten van beweging te gebruiken. We benadrukken: als het mogelijk is, dan is het noodzakelijk, aangezien de klassieke mechanica aanzienlijk eenvoudiger is dan quantum.

Let op het feit dat de constante balk in de massa is verdeeld (ze zijn opgenomen in combinatie h / M.). Dan is de rol van kwantumwetten minder.

Om te voelen wanneer u de kwantumeigenschappen gedetailleerd negeert, zullen we proberen de waarden van onzekerheid D te evalueren h. en D. v.. Als D h. en D. v. Man is verwaarloosbaar in vergelijking met hun gemiddelde (klassieke) waarden, de formules van klassieke mechanica beschrijven perfect de beweging, zo niet klein, het is noodzakelijk om een \u200b\u200bkwantummechanica te gebruiken. Het heeft geen zin om rekening te houden met de kwantumonzekerheid en dan wanneer andere redenen (in het kader van klassieke mechanica) leiden tot een grotere onzekerheid dan de verhouding van Heisenberg.

Overweeg een voorbeeld. Onthouden dat we de kans willen laten zien om de klassieke mechanica te gebruiken, het "deeltje" te beschouwen, waarvan de massa 1 gram is, en de grootte van 0,1 millimeter. Op menselijke schaal is het een graan, licht, klein deeltje. Maar het is 10 24 keer zwaarder proton en een miljoen keer meer atoom!

Laat de "onze" grazende beweging in een vat gevuld met waterstof. Als de grazen snel genoeg vliegt, lijkt het ons dat het op een bepaalde snelheid in een rechte lijn beweegt. Deze indruk is onjuist: vanwege de slagen van waterstofmoleculen langs de korrel, wordt de snelheid bij elke slag veranderd. Laten we schatten Howver het is.

Laat de temperatuur van waterstof 300 k (we meten altijd de temperatuur over de absolute schaal, op de schaal van Kelvin; 300 k \u003d 27 o C). Vermengen de temperatuur in Kelvin naar de Boltzmann k. B, \u003d 1.381.10 -16 J / K, we drukken het uit in power-units. Het veranderen van de snelheid van de korrel kan worden berekend met behulp van de wet van het behoud van de hoeveelheid beweging. Bij elke botsing verandert de korrels met een waterstofmolecuul, de snelheid ervan ongeveer 10 -18 cm / s. De verandering gebeurt allen per ongeluk en in een willekeurige richting. Daarom beschouwde de waarde van 10 -18 cm / met natuurlijk de maat van de klassieke onzekerheid van de tagsnelheid (D v.) Cl voor deze zaak. Dus, (d v.) Cl \u003d 10 -18 cm / s. De locatie van de grapple is om te bepalen met een nauwkeurigheid van meer dan 0,1 van zijn grootte, het lijkt erg moeilijk. Nemen (D. h.) Cl \u003d 10 -3 cm. Eindelijk, (D h.) CL (D v.) Cl \u003d 10 -3. 10 -18 \u003d 10 -21. Het lijkt erop dat een zeer kleine waarde is. In elk geval zijn de onzekerheden van snelheid en coördinaten zo klein dat u de gemiddelde beweging van granen kunt overwegen. Maar vergeleken met de kwantumonzekerheid gedicteerd door de Geisenberg-ratio (D h.D. v. \u003d 10 -27), klassieke inhomogeniteit is enorm - in dit geval overschrijdt het in een miljoen keer.

Conclusie: rekening houdend met de beweging van granen, houd rekening met zijn golfeigenschappen, dat wil zeggen het bestaan \u200b\u200bvan een kwantumonzekerheid van de coördinaat en snelheid, geen behoefte. Dit is wanneer het gaat om de beweging van atomaire en subatomaire deeltjes, verandert de situatie dramatisch.