Физика на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям22

А почему, собственно говоря, разноименные заряды притягиваются? И почему одноименные отталкиваются?

Этого никто не знает. Но это так! Уж такое это свой-ство – электрический заряд. Именно так оно себя про-являет. Понять, почему именно так, на современном этапе развития науки нельзя, можно только привы-кнуть. Привычка вполне заменят понимание. Можно сказать, что привычка и есть понимание. Привык –

и вроде как понимаешь.

Электрон и протон – на вид очень разные ребята.

И масса, и размер у них разные. А вот заряд одинако-вый – заряд протона в точности равен заряду электро-на, только знак имеет противоположный.

Что еще сказать о протоне? По сравнению с электро-ном он просто гигант! Если вы забыли, я напомню – протон в 1820 раз тяжелее электрона. И по размерам, соответственно, больше.

Поскольку плюс и минус притягиваются, протон

и электрон притягиваются друг к другу и могут образо-вать пару, напоминающую звездную систему. Только

в звездной системе планета кружится вокруг светила, а тут электрон будет кружиться вокруг протона.

Самая простая подобного рода система состоит из одно-го протона, вокруг которого крутится один электрон.

Аналогичные, казалось бы, системы. Только одна из них (звездная) существует в макромире, а другая (атомная) в микромире. Но разница, тем не менее, есть. И состоит она, главным образом в том, что планета и звезда элек-тронейтральны, то есть не обладают зарядом (никто еще не догадался потереть Солнце шерстяной тряпочкой).

А электрон и протон обладают зарядом, то есть их притя-гивает друг к другу электрический заряд. А планету

к звезде притягивает сила всемирного тяготения, кото-рая действует на все массивные тела. Та самая, которая

Латинской буквой «Р» в научном мире обознается протон, а значком «е» – электрон. Плюсик обозначает

положительный заряд у протона, минусик – отрицательный у электрона. Впрочем,

это вы и так уже поняли, я думаю.

бросает вас на землю, когда вы спотыкаетесь и падаете. Та самая, которая неудержимо влечет вниз любимую ма-мину чашку, которую вы взяли без разрешения и урони-ли. Почему она на пол-то летит, свинья такая?

Притягивается.

Все тела, имеющие массу, притягиваются друг к другу. И чем больше масса, тем сильнее.

Вообще-то говоря, электрон и протон тоже имеют массу и потому притягиваются друг к другу без всякого заряда. Но их массы такие крошечные, что не смогли бы устроить между ними устойчивую связь без помощи зарядов.

А знаете, что это такое у нас получилось – ну, когда один электрон мы запустили крутиться вокруг одного протона?

Это атом водорода.

Самый легкий химический элемент. Самое простое веще-ство на свете. Номер первый в таблице Менделеева. Всего-навсего один протон и один электрон – и вот мы уже имеем газ водород. Вообще-то, строго говоря, в ато-марном состоянии водород как газ не встречается. Он су-ществует в виде молекулы из двух атомов водорода – Н . Два атома водорода сцепляются вместе и образуют моле-кулу газа по имени водород. Но это уже мелочи. Главное, что нам удалось собрать всего из двух элементарных ча-стиц первое химическое вещество. Для этого даже третья элементарная частица не понадобилась – нейтрон.

Нейтрон – парень скромный. Он не обладает таким яр-ким характером, как протон, хотя они очень похожи.

У нейтрона почти такая же масса, как у протона,

и практически такой же размер. Но заряда у нейтрона нет. Он нейтральный.

А на фиг он тогда нужен?

И вправду, мы вон вполне удачно собрали первое, правда, пока самое простое вещество всего из двух элементарных частичек. Так зачем нужен нейтрон?

Разгадку этой загадки я открою чуть позже. А пока скажу обтекаемо: природе нейтрон зачем-то понадобился. И уже в следующем химическом элементе он присутствует.

Давайте попробуем собрать что-нибудь посложнее во-дорода!

Как? Простая логика подсказывает: если у нас в про-стейшем веществе две частички, надо добавить еще одну – третью. Вот вокруг нашего Солнца вращается около десятка планет. И поскольку атом напоминает планетную систему, давайте запустим вокруг протона еще несколько электронов.

Это будет сложновато! Я ведь не зря выше сказал, что заряды протона и электрона равны. Положительный заряд протона уже скомпенсирован отрицательным за-рядом электрона, который кружится вокруг него.

У протона уже силенки не хватит притянуть и удержать еще один электрон.

К тому же надо вот на что внимание обратить – атом водорода электронейтрален, то есть минусовый заряд электрона компенсируется в нем плюсовым зарядом протона. Потому и говорят, что для внешнего наблюда-теля атом нейтрален. Все вещество, которое нас окру-жает, электронейтрально. А если случайно на нем на-копится заряд, как на синтетической кофте, которую снимают через голову, или на янтаре, когда его шерс-тью потрешь, то вещество начнет притягивать мелкие предметы, потрескивать и даже искрить. Потрите рези-новый воздушный шарик о голову, и он начнет волосы притягивать. Но это редкость, обычно вещество у нас

в руках не искрит, не трещит, никуда ничего не притя-гивает и вообще ведет себя прилично. Нейтрально.

Поэтому если нам надо создать вещество, поимеем в виду, что оно должно быть электронейтрально, то есть число плюсиков в его атоме должно быть равно числу минусиков.

Значит, чтобы собрать что-то посложнее водорода, нужно в дополнение ко второму электрону на орбите всобачить ему в центр (в ядро) еще один протон. Пото-му что один протон два электрона не удержит, заряда не хватит. А два протона запросто удержат два электро-на. И тогда все уравновесится – в ядре атома будет два плюсовых заряда от двух протонов, а вокруг будут кру-титься два электрона с двумя минусовыми зарядиками. И в целом атом останется электронейтральным.

И таким образом что у нас получилось?

У нас почти получился гелий – вещество номер 2 в та-блице Менделеева. До настоящего гелия ему не хвата-ет только двух нейтронов в ядре. Добавим их, и полу-чится гелий.

Природа устроила так, что количеству протонов в ядре атома приблизительно соответствует количество ней-тронов. То есть если мы будем сооружать атом, напри-мер, с 10 протонами в ядре и 10 электронами на орби-

Атом гелия – два протона, два нейтрона, два электрона. Отлично поработали!

Скачано с www.znanio.ru