Рассказ о строении вещества
Шрифт:
Конечно нет! Есть много данных, что атомы химических элементов совершают свою эволюцию в бесконечной истории мироздания».
Морозов считал, что атомы состоят из центральной части и лёгких электрических частиц.
Более того, о сложном строении атома уверенно говорил московский профессор М. Г. Павлов еще в первой четверти прошлого века! Убеждённый атомист, он писал в те годы в своих лекциях, что атом представляет собой сложную систему, наподобие солнечной.
Подробную картину строения атома, основанную на математических расчетах, давал в конце прошлого века русский химик Б. Н. Чичерин.
Новый великий вопрос встал перед наукой XIX века: что же таит в себе атом? Как устроена, из чего состоит эта мельчайшая частичка вещества?
Решили эту новую загадку вещества учёные нашего, XX века.
VI. НА ПОРОГЕ НОВОГО МИРА
1. Электрические заряды и атом
Кто из вас не знает такого опыта: если гребешок из пластмассы слегка потереть куском сукна, то гребешок, а также суконка приобретают способность притягивать к себе различные лёгкие тела — кусочки бумаги, пушинки. Говорят, гребешок и суконка в этом случае «наэлектризовываются», приобретают «электрический заряд».
Убедиться в том, что оба натёртых тела — гребешок и суконка — действительно приобретают электрические заряды, можно при помощи простого физического прибора — электроскопа. Этот прибор представляет собой стеклянный или металлический сосуд, закрытый пробкой из эбонита, янтаря или другого вещества, в котором движение электрических зарядов невозможно (такие вещества называются изоляторами). В пробку вставлен металлический стержень, а к концу его прикреплены два тонких, лёгких алюминиевых или золотых листочка или же листочки из папиросной бумаги.
Если металлический стержень зарядить, то-есть перенести на него электрический заряд с какого-либо наэлектризованного тела, то листочки электроскопа разойдутся. И чем больше будет заряд стержня, тем сильнее разойдутся листочки электроскопа. Если удалить со стержня заряд, например, дотронувшись до него пальцем, то листочки под действием собственной тяжести снова сойдутся.
Поднесите поочерёдно оба натёртых тела к стержню электроскопа — его листочки в обоих случаях разойдутся. И вот что интересно: в том и другом случае листочки прибора разойдутся на один и тот же угол. Это говорит о том, что оба заряда, возникшие на гребешке и на суконке, одинаковы по величине.
Если же вы перенесёте электрические заряды с гребешка и суконки — один за другим — на электроскоп, не разряжая его после перенесения заряда с гребешка, то листки электроскопа сначала разойдутся, а потом снова упадут. Оба заряда как бы уничтожат, нейтрализуют друг друга!
Выходит, что если по количеству заряды на суконке и гребешке и равны друг другу, то в качественном отношении они различны.
И действительно, было установлено, что в природе существуют электрические заряды двух «родов».
Чтобы различать эти два вида электрических зарядов, один из них называют положительным и обозначают знаком «+», а другой заряд отрицательным и обозначают знаком «—».
Таким образом, при электризации двух тел — и не только при электризации трением — на них всегда возникают заряды обоих видов и притом в одинаковом количестве.
Если зарядить два лёгких пробковых шарика зарядами одного и того же знака, то шарики будут отталкиваться друг от друга, словно их отбрасывает какая-то сила. И, наоборот, когда шарики имеют электрические заряды разных знаков, они притягиваются друг к другу (рис. 10).
Рис. 10. Взаимодействие заряженных шариков.
Все эти факты были известны давно. Но как их объяснить?
И вот тогда родилась догадка о существовании электрического вещества, причём вещества двух родов — положительного и отрицательного. В самом деле, когда оба рода такого электрического вещества находятся в каком-либо теле в одинаковых количествах, тело не имеет электрического заряда, положительное и отрицательное электрическое вещество нейтрализуют друг друга. Если же каким-либо образом в теле создаётся избыток одного вида электрического вещества, тело становится электрически заряженным, приобретает электрический заряд.
Если это так, то всякий процесс электризации тел сводится лишь к тому, что мы должны каким-то способом разделить частицы положительного и отрицательного электричества. При этом в одном теле окажется избыток положительного электрического вещества — положительный электрический заряд, а в другом — избыток отрицательного электричества — отрицательный заряд. По величине оба заряда будут одинаковы.
Такая догадка оказалась в известном смысле правильной, хотя никакой «тонкой электрической жидкости», наполняющей материю, о которой так много писали физики в XVIII веке, и не существует. Оказалось, что электрический заряд является свойством материи.
В конце прошлого века было твёрдо установлено, что электрический заряд не может быть бесконечно мал. Был найден и измерен самый маленький, далее уже неделимый заряд — своего рода «атом электричества». Иначе говоря, оказалось, что электрические заряды, подобно химическим элементам, состоят из мельчайших равных между собой частичек.
Правда, это можно было сказать пока только об отрицательных электрических зарядах, так как обнаружен был лишь «атом отрицательного электричества». Он получил название электрон.
Таким образом, если какое-то тело имеет отрицательный заряд, то это означает, что в нём в избытке находятся мельчайшие частички «отрицательного электричества» — электроны.
Ну, а что же тогда представляет собой заряд «положительного электричества»? И что, вообще, представляют собой эти частички электричества?
Эти вопросы возникли в науке в конце прошлого и начале нашего столетия и требовали настоятельного ответа.
В 1888 году известный русский физик профессор Московского университета А. Г. Столетов проводил очень интересные опыты.