Coolelectrics.ru

Сколь же велики при подобном увеличении будут атомные ядра и электроны?
Поперечник атомного ядра равен примерно 10?? ангстрема, или 10??? мм. При увеличении в 1010 раз ядро атома достигнет величины 0,1 мм. Точка, стоящая в конце этой фразы, имеет в диаметре около 0,5 мм; значит, диаметр атомного ядра будет в 5 раз меньше. Это — толщина волоса.
Удастся ли увидеть ядро в такой метровой модели атома? При хорошем боковом освещении и на соответствующем фоне люди с хорошим зрением смогут различить его. Ведь мы различаем в солнечном луче мельчайшие пылинки, невидимые в обычных условиях.

А каким же станет диаметр электрона? Он будет еще в 10 раз меньше. Толщина паутинной нити может дать представление о поперечнике электрона при увеличении в десять миллиардов раз. Такую «модель» электрона можно увидеть только в лупу.
К чему же мы пришли? В объеме, имеющем форму шара с поперечником 1 м, находится едва заметная пылинка, занимающая положение в центре. Вокруг нее на различных расстояниях по определенным поверхностям, как бы по невидимым оболочкам, кружатся 26 электронов, различимых только в лупу. Атом по существу пуст. Вещество в виде ядра и электронов занимает в нем только 1 / 1 000 000 000 000 000 его объема. Для сравнения можно привести нашу солнечную систему. Она фактически имеет блинообразную форму, но приближенно мы можем представить себе ее в виде шара с поперечником, равным удвоенному расстоянию от Солнца до отдаленнейшей планеты — Плутона, т. е. шара с поперечником двенадцать миллиардов километров. В этом огромном объеме Солнце, Земля и все другие планеты с их спутниками занимают ничтожное место, но все же отношение части этого объема, занятой веществом, к его пустой части будет в 200 раз больше, чем у атома.

Атом почти совершенно пуст. А так как основой структуры всякого вещества является именно атом, то можно без преувеличения сказать, что все тела состоят главным образом из пустоты. Вещество разбросано в этой пустоте микроскопическими количествами.
Атомы в веществе тоже не прилегают вплотную друг к другу, поэтому доля пустого пространства в любом объеме любого вещества еще больше, нежели внутри его атомов. Если бы вещество удалось спрессовать так, чтобы ядра его атомов сошлись вплотную, то все предметы невероятно уменьшились бы в размерах, сохраняя в то же время свой вес. Кубический метр вещества, спрессованного до такой степени, превратился бы в невидимую пылинку, объемом в миллионные доли кубического миллиметра. Продолжая сравнение с булавочной головкой, можно подсчитать, что если весь материал, из которого построен огромный современный линкор водоизмещением 45 000 тонн, сжать так, чтобы ядра его атомов сошлись вплотную, то все его вещество займет объем булавочной головки. Но эта булавочная головка у нас на земле будет весить сорок пять тысяч тонн.
Но если вещество по существу представляет собой пустоту, то почему же оно непроницаемо? Почему же молекулы воздуха, бомбардирующие снаружи баллон электронной лампы, не могут проникнуть внутрь?
Следует учесть, что термин «пустота» является условным. Под словом «пустота» надо понимать физическую среду, обладающую способностью переносить энергию.
Самый тонкий слой вещества состоит из столь большого числа атомов, что «посторонние» молекулы не смогут пролететь сквозь него, не претерпев многократных столкновений с атомами и не израсходовав в результате этих столкновений всю свою энергию. Пленка металла толщиной 100 атомов уже непроницаема для газа, а стенка металлического баллона лампы имеет толщину около 0,5 мм, что соответствует примерно 5 х 10?? атомам. Дело в том, что для того чтобы претерпеть «столкновение» с атомом, вовсе не нужно «стукнуться» об его ядро. В пространстве, занимаемом атомом, действуют исключительно мощные силы, поэтому для элементарных частиц приближение друг к другу на расстояния, соизмеримые с размерами атома, уже по сути дела представляет собой столкновение со всеми его последствиями.

По мере уменьшения расстояния между ядрами, имеющими одноименные заряды, силы отталкивания между ними увеличиваются. Еще до полного сближения частиц силы отталкивания возрастают настолько, что приближающаяся частица отбрасывается назад или же путь ее движения искривляется.