Физика на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям20

Протон, Нейтрон, Электрон. Вся святая троица.

Но прежде, чем рассказать про них подробнее, я отве-чу на закономерный вопрос, который должен был сно-ва у вас возникнуть: а из чего сделаны элементарные частицы? Может, они тоже из каких-то еще более мелких деталюшек состоят?

Не вдаваясь в ненужные подробности, отвечу так: нет! Не состоят!

– Позвольте! – скажет мне какой-нибудь умный ребе-нок, поправляя пальчиком круглые очки. – Позвольте! Весь мой опыт говорит о том, что если по чему-то сильно стукнуть, оно развалится на части. Чашка на осколки, молекула на атомы, атомы – на эти ваши эле-ментарные частицы. А если стукнуть по частицам, на что они развалятся, гражданин хороший?

– Какой умный мальчик! – отвечу я с некоторой робо-стью. – Проник в самую суть вещей! Стукнуть, говорит, надо. Именно так и поступают физики, когда изучают частицы! Они разгоняют их в специальных ускорителяхи стукают друг об друга. А чем их еще стукнуть, чтобы разломать, если они – самые маленькие в мире? Вот их друг об друга и стукают.

И как вы думаете, что получается?

Элементарные частицы не разваливаются на составля-ющие, а превращаются в другие элементарные части-цы. Причем эти превращения, которые называют ядер-ными реакциями, зависят от скорости, до которой ра-зогнали частицы. То есть от той энергии, которую частицам сообщили. Дело в том, что энергия (ско-рость) может превращаться в вещество, в массу. И бо-лее того – при глубоком рассмотрении оказывается, что это одно и то же – энергия и масса, представляе-те! Мир един. Но об этом мы поговорим позже.

А сейчас познакомимся поближе с элементарными ча-стицами. Они ужасно милые! (Вообще говоря, элемен-тарных частиц довольно много. Но главных, из которых сделано все вещество в мире, всего три, как уже было сказано. Ими мы и займемся, а остальной вселенский мусор оставим взрослым физикам.)

С чего начнем?

Давайте с электрона. Он самый маленький, а малень-ких обижать нельзя.

Итак, под свет прожекторов на сцену нашего внима-ния, раскланиваясь, выходит электрон. Что мы можем о нем сказать? Какого он цвета? Он шершавый? Он влажный, твердый, газообразный? Он теплоемкий?

Нет! Все те свойства, к которым мы привыкли в нашем большом мире (он называется макромир), не имеют никакого отношения к миру элементарных частиц (микромиру). Нет в микромире ни цвета, ни запаха, ни шершавости, ни твердости. Это все свойства макроми-ра. Все эти свойства складываются из множества ча-стиц, это макросвойства. А по отдельности частицы этих свойств не имеют.

А что же они имеют?

Ну, что есть у того же электрона? Ведь какие-то свой-ства у него должны быть! Иначе бы его не существова-ло! Ведь существовать – это значит проявлять себя как-то, то есть иметь свойства!

Да, некоторые свойства у электрона есть. У него есть масса. Про нее мы уже говорили – электрон очень ле-гонький, самый легонький из всей троицы.

Электрон в 1820 раз легче протона. Для сравнения: если протон – это танк, то электрон – это одна кани-стра с топливом. Если протон – человек, то элек-трон – это авторучка в его кармане. Вот такая разни-ца в массе.

Заметили, кстати, новый физический термин необык-новенной сложности – «масса»? Я его как бы между делом ввел. Надеюсь, не огорчил.

Что это такое? Масса – это просто количество веще-ства. Чем тело тяжелее, тем оно массивнее. Папа мас-сивнее ребенка. Танк массивнее автомобиля. Солнце массивнее Земли.

Массу не нужно путать с весом. Хотя многие взрослые путают. Даже генералы и начальники. А, может, и сам президент. Между тем это совершенно разные вещи! Вес – это сила, с которой Земля притягивает массу. Сила, с которой массивное тело давит на опору, на которой лежит, или растягивает подвес, на котором ви-сит. В космосе, в невесомости никакого веса нет, по-тому невесомость так и называется. Но все равно да-же в невесомости толстый космонавт гораздо массивнее щуплого. И если они оттолкнутся друг от друга, то полетят в разные стороны с разными скоро-стями – толстый медленно, а щуплый быстро! Потому что количество вещества в их телах разное, в толстом вещества много, а в худом кот наплакал.

Вес и масса физиками даже измеряются в разных еди-ницах – масса в килограммах, а сила в особых едини-цах – ньютонах. Массу определяют с помощью весов, а силу с помощью специальных приборов – ньютоно-метров. Усекли?

Массу ученые люди еще называют мерой инертности тела. Действительно, массивное тело очень инертное, чтобы его разогнать, нужно много усилий потратить. А легкое тело и разогнать легче, его инертность мала.

Электрон очень легок. Его масса составляет столь мизерную величину, что ее написание потребует

от меня особой внимательности – чтобы в нулях не ошибиться:

0,0000000000000000000000000009 грамма – вот сколько весит электрон.

А еще у электрона есть размер. Он тоже крохотный:

0,00000000000000001 миллиметра – вот какого элек-трон диаметра.

Электрон можно представить себе, как маленький ша-рик, который вращается вокруг своей оси. Этакая ма-люсенькая планетка.   Причем, как вы понимаете, электрончик может вра-щаться или в одну сторону, или в другую, как это пока-зано на рисунке ниже. И это тоже одно из свойств электрона – левое вращение или правое. По-научному вращение электрона называют спином. Не спиной, по-скольку никакой спины у шарика нет, а спином. Спин – это собственное вращение электрона, от английского слова «spin» (вращение).

Вращение летящего в направлении стрелки электрона может быть правым или левым.

Скачано с www.znanio.ru