Физика на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям27

У физиков самые суровые законы – это законы сохранения массы, энергии, заряда...

Сколько было чего-то до эксперимента, столько

и должно остаться после опыта. Это понятно: если вы взяли вазу и ударили ее молотком, разбив на куски, то все осколки вместе будут весить столько же, сколько целая ваза. Потому что масса не может исчезнуть или взяться из ниоткуда!

То же самое с энергией – если до реакции было столько-то энергии, значит после реакции ее должно столько же и остаться. Она ведь никуда не исчезает

и не берется из ниоткуда, она просто переходит в дру-гие формы.

То же самое с зарядом. Общий заряд до эксперимен-та должен быть равен общему заряду после эксперимента. С зарядом все обстояло прекрасно. Нейтрон заряда не имеет, то есть заряд у него нулевой. А после распада нейтрона получается протон с зарядом +1 и электрон с зарядом -1. Плюс один и минус один дают в сумме ноль. То есть и после реакции распада общий заряд системы остался нулевым. А вот небольшая доля энер-гии куда постоянно исчезала.

– Может быть, при этой реакции образуется еще одна какая-то частичка – без заряда и крайне маленькая, которую мы не умеем пока задержать? Она-то и уносит недостающую энергию, – задались вопросом ученые люди, наморщив лбы.  Так оно и оказалось. Частичку эту назвали нейтри´но. У нее нулевой электрической заряд (как у нейтрона), огромная скорость и еще одно свойство, из-за кото-рого ее так долго не могли поймать – она почти

не реагирует с веществом. Нейтрино может прошить свинцовую плиту толщиной от Земли до Солнца. Солнце излучает триллионы триллионов этих нейтрино, и кажду секунду они прошивают нас

и всю Землю насквозь, а нам наплевать. Нет взаимо-действия!

Зачем я вам рассказал про нейтрино? Зачем вам обра-щать свое драгоценное внимание на эту ничтожную частичку, если она нас совершенно не замечает, про-шивая насквозь, никак не реагируя?

Я преследовал две причины. Во-первых, чтобы вы по-нимали – хотя учеными открыто уже довольно много всякой ерунды в микромире, типа нейтрино, но глав-ными для нас все равно являются вот эти три части-цы – электрон, протон, нейтрон. Из них сделано все вокруг нас.

А во-вторых, мы с вами уже имеем представление о двух главных силах в природе или, иначе говоря,

двух основных взаимодействиях, а сейчас узнаем тре-тье – вот как раз с помощью нейтрино.

Напомню, потому что повторенье – мать ученья, а мать надо любить:

1) есть ядерные силы, которые сцепляют протоны

и нейтроны внутри ядра, сопротивляясь силам элек-трического отталкивания положительно заряженных протонов.

2) и есть эти самые силы электрического отталкивания и притяжения между частицами.

Вот две силы природы, которые мы уже знаем... Толь-ко я хочу вас попросить об одном одолжении. Уж уважьте старика! Давайте вместо «сила» будем гово-рить «взаимодействие». Я понимаю, что слово «сила» вам нравится больше, потому что оно привычнее. Но мы с вами теперь ученые люди, и нам пристали более точные слова и выражения. А мне представляется, что слово «взаимодействие» точнее и умнее. Так что вме-сто «ядерные силы» и «электромагнитные силы» ска-жем «сильное взаимодействие» и «электромагнитное взаимодействие».

Вообще все, что происходит в этом мире, все-все-все движения и явления...ну вот буквально все без ис-ключения объясняется всего четырьмя взаимодействи-ями. Половину мы уже знаем.

Сильное взаимодействие сцепляет нуклоны в ядре, по-зволяя ядрам существовать. Без него ядер атомов про-сто не могло бы быть.

Второе взаимодействие – электромагнитное. Оно от-вечает за притяжение разноименных зарядов и оттал-кивание одноименных. Плюсик отталкивается от плю-сика, минус от минуса; а вот плюсик с минусиком при-тягиваются, словно магнитики. Поэтому минусовые электрончики охотно подлетают к положительно заря-женным ядрам атомов и начинают вокруг них свое счастливое самозабвенное кружение.

Таким образом, электромагнитное взаимодействие обеспечивает нам существование уже не ядер ато-мов, а самих атомов в сборе. А поскольку все вокруг нас состоит из атомов, электромагнитное взаимодей-ствие для нас является главным. Оно отвечает за все, что происходит в макромире вокруг нас. За всю хи-мию, например, то есть за все химические реакции. Вся наука химия – это сплошное электрическое взаи-модействие зарядов. Сила трения – тоже проявле-ние электромагнитного взаимодействия. И фазовые переходы – таяние льда, испарение воды. Горение дров в печке. Работа нашего организма. Любовь

к маме. Свет в окошке... Все это – проявление элек-тромагнетизма.

Но если все вокруг нас – проявление всего двух сил, точнее, взаимодействий, то зачем нужны еще два взаи-модействия? Зачем их четыре, если можно обойтись двумя?

Зададимся вопросом: а вот распад нейтрона – это ка-кое взаимодействие? Нейтрон один-одинешенек, зна-чит, никакие ядерные силы со стороны других нукло-нов на него не действуют. И он электронейтрален – никакие электромагнитные силы на него тоже не действуют. Но он вдруг раз – и распадается. Под воз-действием каких-то внутренних сил. Каких? Эти силы называют слабыми – в противовес сильным ядерным.

Слабое взаимодействие! Третье по счету. Именно оно отвечает за распад частиц. Казалось бы, пустяк. Но если бы не слабое взаимодействие, никакой жизни на нашей планете не было бы. Потому как слабое взаи-модействие отвечает за те ядерные реакции, которые идут в Солнце и обеспечивают его свечение. Солнце – источник жизни на Земле. Основной поставщик энер-гии. Без слабого взаимодействия это было бы невоз-можно. Именно оно ответственно за те реакции, кото-рые дарят нам тепло и свет.

Ну, а четвертая сила природы, четвертое и послед-нее взаимодействие – гравитационное. То, что мы ходим по поверхности планеты, а не улетаем в миро-вое пространство; то, что яблоки и прочие предме-ты падают на пол, а Земля крутится вокруг Солн-

ца, подставляя ему то один, то другой бочок для обогрева и освещения, – это следствие гравитации, то есть всемирного тяготения. Без него нас бы тоже не было.

Все тела, имеющие массу, притягиваются друг к дру-гу. Сила этого притяжения невелика, поэтому между не очень тяжелыми предметами совершенно незамет-на. Вы, например, притягиваетесь к маме, но не пада-ете на нее, как камень на землю, потому что силы этого притяжения слишком малы. И только там, где

в ход идут гигантские массы, типа массы нашей пла-неты, сила всемирного тяготения становится замет-ной и набивает шишки при падении. Земля притяги-вает, и это прекрасно.

Вот все четыре взаимодействия, которые существуют

в природе. Больше никаких нет. И они за все происхо-дящее в мире отвечают. Посмотрите на рисунок, там все прекрасно показано.

Теперь, узнав про это, вы стали необыкновенно умны-ми. То ли еще будет!

Все происходящее в мире определяется четырьмя видами взаимодействий.

Скачано с www.znanio.ru