VicRus
Administrator
КОЛЛЕКЦИЯ
АТОМЫ НАУКИ
https://postnauka.ru/longreads/156010
За столетие понимание модели атома и его ядра изменилось — от «кекса с электронами» до нейтрон-протонной картины и уточнения не только формы, но и структуры атома, происходящих внутри процессов. О том, как изучали ядро атома и что там еще можно исследовать, чем эти научные открытия ценны для астрофизики и могут ли они быть полезны в быту, ПостНауке рассказал физик Леонид Григоренко.
Это материал из гида «Атомы науки», приуроченного к 75-летию атомной промышленности. Партнер гида — Росатом.
Новое понимание атома и ядра
Со времен Аристотеля до конца XIX века в науке главенствовала концепция причинности: у каждого события обязательно есть причина в предшествующих событиях, и связь их описывается научными законами. В 1895–1896 году французский физик Антуан Анри Беккерель, работая с солями урана, открыл явление спонтанной радиоактивности.Ключевым здесь является слово «спонтанной», которое идет вразрез с концепцией классической причинности. Крайне трудно было представить себе каждый атом в виде микроскопического часового механизма, миллиарды лет (а именно 4,5 миллиарда лет — время полураспада природного урана) отсчитывающего время, чтобы в правильный момент запустить процесс распада. Открытие спонтанной радиоактивности стало одной из важнейших вех, приведших к формированию квантовой механики, вероятностной в самой своей природе, и к совершенно другой парадигме естествознания. Причинность осталась основой физики, но для микромира уже не в классическом, а в квантовом виде.
В 1899 году британец Эрнест Резерфорд показал, что радиоактивность солей урана имеет три разновидности, которые он, недолго думая, назвал по первым буквам греческого алфавита: альфа-, бета- и гамма-излучение. Альфа-частицы положительно заряжены (это ядра гелия), бета-частицы — отрицательно (это электроны), а гамма-лучи — электронейтральны (это гамма-кванты или высокоэнергетические фотоны). По иронии судьбы происхождение этих трех типов радиоактивности связано, как мы теперь понимаем, с тремя крупнейшими доменами физического естествознания: альфа-распад происходит за счет сильного взаимодействия, бета-распад — за счет слабого, а гамма-распад — электромагнитного. Четвертый глобальный домен — гравитация — оказывается важен для микромира только в самые первые моменты существования Вселенной.
Сильная радиоактивность — альфа-распад — дала в руки исследователей инструмент, которым материю можно исследовать на субатомном уровне. Альфа-частицы естественного происхождения были достаточно тяжелыми и энергичными снарядами, чтобы проникать глубоко внутрь атома. Благодаря этому в 1911 году произошло рождение ядерной физики. До этого момента представления о структуре атома были самые смутные. Например, в модели атома, предложенной английским физиком Джозефом Томсоном в 1904 году, атом выглядит как кекс с изюмом, где изюм — это электроны, а сам кекс — распределенный вокруг них объем положительного заряда. Резерфорд придумал, как можно уточнить структуру атома, — базовая идея его опыта остается стандартной для большинства ускорительных экспериментов по сей день.Он взял радиоактивный источник альфа-частиц и создал узкий поток частиц с помощью коллиматоров — свинцовых пластин с прорезями, отсекающих «лишние» частицы. Ожидалось, что альфа-частицы будут незначительно отклоняться, проходя через мишень, золотую пластинку, и по картине этого отклонения можно будет установить распределение заряда в атоме. Вразрез с ожиданиями некоторые альфа-частицы очень сильно отклонились от изначальной траектории, а некоторые даже полетели назад. По словам самого Резерфорда, эффект был такой, как если бы вы выстрелили из револьвера в подушку, но вместо дырки в ней и перьев во все стороны получили бы пулю, отразившуюся назад. Стало очевидно, что атом не «рыхлый» и кроме легких электронов в нем был очень тяжелый и очень компактный, положительно заряженный объект — ядро. Когда альфа-частицы врезались прямо в него, то сильно меняли направление полета.
...
Продолжение на сноске
https://postnauka.ru/longreads/156010
...
P.S.
Слава, читай НОВУЮ НАУКУ, а не копайся в полемическом дерме!
.
АТОМЫ НАУКИ
https://postnauka.ru/longreads/156010
За столетие понимание модели атома и его ядра изменилось — от «кекса с электронами» до нейтрон-протонной картины и уточнения не только формы, но и структуры атома, происходящих внутри процессов. О том, как изучали ядро атома и что там еще можно исследовать, чем эти научные открытия ценны для астрофизики и могут ли они быть полезны в быту, ПостНауке рассказал физик Леонид Григоренко.
Это материал из гида «Атомы науки», приуроченного к 75-летию атомной промышленности. Партнер гида — Росатом.
Новое понимание атома и ядра
Со времен Аристотеля до конца XIX века в науке главенствовала концепция причинности: у каждого события обязательно есть причина в предшествующих событиях, и связь их описывается научными законами. В 1895–1896 году французский физик Антуан Анри Беккерель, работая с солями урана, открыл явление спонтанной радиоактивности.Ключевым здесь является слово «спонтанной», которое идет вразрез с концепцией классической причинности. Крайне трудно было представить себе каждый атом в виде микроскопического часового механизма, миллиарды лет (а именно 4,5 миллиарда лет — время полураспада природного урана) отсчитывающего время, чтобы в правильный момент запустить процесс распада. Открытие спонтанной радиоактивности стало одной из важнейших вех, приведших к формированию квантовой механики, вероятностной в самой своей природе, и к совершенно другой парадигме естествознания. Причинность осталась основой физики, но для микромира уже не в классическом, а в квантовом виде.
В 1899 году британец Эрнест Резерфорд показал, что радиоактивность солей урана имеет три разновидности, которые он, недолго думая, назвал по первым буквам греческого алфавита: альфа-, бета- и гамма-излучение. Альфа-частицы положительно заряжены (это ядра гелия), бета-частицы — отрицательно (это электроны), а гамма-лучи — электронейтральны (это гамма-кванты или высокоэнергетические фотоны). По иронии судьбы происхождение этих трех типов радиоактивности связано, как мы теперь понимаем, с тремя крупнейшими доменами физического естествознания: альфа-распад происходит за счет сильного взаимодействия, бета-распад — за счет слабого, а гамма-распад — электромагнитного. Четвертый глобальный домен — гравитация — оказывается важен для микромира только в самые первые моменты существования Вселенной.
Сильная радиоактивность — альфа-распад — дала в руки исследователей инструмент, которым материю можно исследовать на субатомном уровне. Альфа-частицы естественного происхождения были достаточно тяжелыми и энергичными снарядами, чтобы проникать глубоко внутрь атома. Благодаря этому в 1911 году произошло рождение ядерной физики. До этого момента представления о структуре атома были самые смутные. Например, в модели атома, предложенной английским физиком Джозефом Томсоном в 1904 году, атом выглядит как кекс с изюмом, где изюм — это электроны, а сам кекс — распределенный вокруг них объем положительного заряда. Резерфорд придумал, как можно уточнить структуру атома, — базовая идея его опыта остается стандартной для большинства ускорительных экспериментов по сей день.Он взял радиоактивный источник альфа-частиц и создал узкий поток частиц с помощью коллиматоров — свинцовых пластин с прорезями, отсекающих «лишние» частицы. Ожидалось, что альфа-частицы будут незначительно отклоняться, проходя через мишень, золотую пластинку, и по картине этого отклонения можно будет установить распределение заряда в атоме. Вразрез с ожиданиями некоторые альфа-частицы очень сильно отклонились от изначальной траектории, а некоторые даже полетели назад. По словам самого Резерфорда, эффект был такой, как если бы вы выстрелили из револьвера в подушку, но вместо дырки в ней и перьев во все стороны получили бы пулю, отразившуюся назад. Стало очевидно, что атом не «рыхлый» и кроме легких электронов в нем был очень тяжелый и очень компактный, положительно заряженный объект — ядро. Когда альфа-частицы врезались прямо в него, то сильно меняли направление полета.
...
Продолжение на сноске
https://postnauka.ru/longreads/156010
...
P.S.
Слава, читай НОВУЮ НАУКУ, а не копайся в полемическом дерме!
.
SLY_G
