nekrasovI (1114433), страница 21
Текст из файла (страница 21)
В, Ломоносове илиболее полно развиты в его работе «Опыт теории упругости воздуха» (Г746 г.). «Атомы воздуха,— пнсел Ломоносов,— в нечувствительные промежутки времени стзлкивлкзтся с другими, сходнымн, в 3 в. В. нвкрвсав Результаты первых определений числа Авогадро сопоставлены в приводимой таблице. Из нее видно, что все они, несмотря на различие испо,чьзованных методов, очень близки друг к другу. В настоящее время значение числа Авогадро принимается равным 6,02.
10'з. Некоторое представление о громадности этой величины можно получить, исходя из следующих данных: если бы все население Земли (около 4 миллиардов человек) стало считать молекулы, содержащиеся в одной грамм. молекуле, то при непрерывном отсчете каждым человеком по одной молекуле в секунду для выполнения работы потребовалось бы около 5 миллионов лет. ' Зная чясло Авогадро, легко найти а б с о л ю т н у ю м а с с у частицы любого вещества.
Действительно, абсолютная масса (в граммах) единицы атомных и молекулярных весов равна 1/А/, т. е. 1,66 10 з4 г. Умножая эту величину на соответствующий атомный или молекулярный вес, получаем абсолютную массу рассматриваемой частицы. В частности, атом водорода (атомный вес 1,008) имеет массу 1,67 ° 10 з' г.
Масса эта во столько же раз меньше массы маленькой дробинки, во сколько раз масса человека меньше массы всего земного шара.з Пользуясь числом Авогадро, можно оценить также р а з м е р ы атомов. Например, атомный вес натрия равен 23,0 и плотность его— 0,97 г/смз.
Объем, занимаемый грамм-атомом натрия (т. н. атомный объем), равен, следовательно, 23:0,97 = 23,7 см'. Так как грамм- атом содержит 6,02 ° 10зз атомов, на долю каждого приходится 23,7/6,02 1О'з = 3,9 ° 10 зз см'= 39Аз, что соответствует кубику с длиной ребра 3,4А. В действительности правильнее рассматривать атомы не как кубики, а как шары, причем определение радиуса атома 14(а более точными методами дает 1,86 А. Радиусы других атомов также выражаются величинами порядка ангстремов.
66 111. Основные представления о внргреииэм строении вещества беспорядочной вэаамности, и когда одни находятся в сопрвкосновеннв, другие отпрм. гизэют друг от друга в снова сталкиваются с другими, более бои»квин, снова отскакивают, так что стремятся рассеяться во все стороны, постепенно отталкяваемые друг от друга такимн очень частыми взанмнымв уларами». 2) Средняя скорость молекул основных газов воздуха — азота в квслорода— составляет прв обычных условиях около 460 м/сек, среднее число столкновений каждой молекулы за секунду — около 7 миллиардов, а средняя длина свободного пробега — около 70 ммк.
Так квк средвяя длина свободного пробега обратно прапорпно. иальнв давлению газа (рвс. И.4), под вакуумом, например, в миллионную долю миллиметра ртутного столба она составляет уже около 50 ж Практически это означает, что молекулы при таком вакууме несравненно чаще будут сталкиваться со стенками заключающего газ сосуда, чем друг с другом. д) Наиболее трудной частью исследования Перрена было приготовление шариков опрглеленных размеров, «Мие пришлось, — пишет ов,— обработать 1 кэ гуммигутв. чтобы получить через несколько месяцев фракцию, содержавшую несколько децнграммов зерен, двамстр которых был весьма близок к той величине.
какую хотелось полу. читьэ. Сами опыты проводнлвсь прв очень различных условиях: температура изменялась ат — 9 до +58'С, вязкость среды — в отношении 1: ЗЗО, масса шариков — в оти шенин 1: 70000 в т. д. Подсчет частиц на различных высотах производился в очеяь узком поле зренвя, причем выводилось среднее вз многих отдельных отсчетов. Напрвкер, при одном иэ опытов с гуммигутовыми шарикамн радиусом ОД! лк отсчеты производнлвсь на высотах 5, 35, 65 и 95 мк от двв камеры. По теории, отношение числа частиц на этих высотах ожидалось в данном случае равным 100: 48: 23: 11. При проведения опыта было пересчитано !3 тыс.
шариков, причем результаты относительного распределения по высотам выразились влфрамн 100: 47: 23: 12. 4) Уточненное значение числа Авогадро рвано (6,0225ш0,0003) ° 10»э. На его основе формулируется расширенное понятие моль. как число единиц л ю б о г о вида (молекул, зтонов, электронов н др.), равное числу Авогадро.
Следует отметвтгч что в кнмвя термин «моль» понимается иначе (1 6 4). 6) )Зля абсолютной пасем едняицы атомнмх весов (1,66 ° 10 и е) была предложены два названия — «дальтон» н «авогрзмм». Нн одним вз ннх широко ве пользуются. в 2. Сложность структуры атома. До конца прошлого столетия физика и химия имели сравнительно мало точек соприкосновения. Лишь в ХХ веке была стерта резкая граница между обеими науками.
Промежуточная область, о которой Энгельс в 1882 г. писал, что «именно здесь надо ожидать наиболыиих результатовэ, заполнилась двумя новыми дисциплинами — физической химией и химической физикой. Хотя начало первой из них было положено 'еше М. В.
Ломоносовым (1782 г.), широко развилась она лишь в конце Х1Х века и имела своим содержанием применение к обычным химическим проблемам теоретичесних и экспериментальных методов физйки. Областью второй, целиком развившейся в ХХ веке. являлось изучение внутреннего строения атомов и молекул и изменений его в процессе химических реакций.' з Атомы «не неделимы по своей природе, а неделимы только доступными нам средствами и сохраняются лишь в тех химических процессах, которые известны теперь. но могут быть разделены в новых процессах, которые будут открыты впоследствииэ.
Это гениальное предвидение А. М. Бутлерова (1886 г.) не было понято и принято его современниками. Не говоря уже о влиянии «энергетической» философии, даже в сознании ученых, твердо стоявших на точке зрения атомистической теории, укрепилось представление об атомах, как о последних, ни при каких условиях неделимых частицах вещества. Из-за этого на 4 2. Сложность гтруктурзз атома 67 н есколько лет задержалось правильное истолкование важного открытия, сделанного Беккерелем в 1896 г. Известно было, что существуют вещества, которые после предварительного освещения светятся затем некоторое время сами.
Явление это называется фосфоресценцией. Изучать его можно, в частности, по действию испытуемых материалов иа фотографическую пластинку. Исследуя таким образом различные вещества„Беккерель заметил, что образцы, содержащие в своем со- — + ставе уран, действуют на фотографическую пластинку и без предварительного освещения. Заинтересовавшись этими опытами и продолжая их, М. Склодовская-К!ори обратила внимание на то, что действие на фотографическую пластинку природных руд урана сильнее, чем чистой его окиси, несмотря на большее процентное содер- р ! з р жанне урана в последней. Это навело ее на мысль, что урановые минералы содержат в своем язаучзяяя я зяяятрясоставе какой-то неизвестный элемент, более ак- песком поле.
тивиый, чем сам уран. В результате тщательной и кропотливой работы Кюри в 1898 г. удалось выделить из урановой руды два новых элемента — полоний и радий. Оказалось, что оба они действуют на фотографическую пластинку несравненно сильнее урана. Само явление, нзучавшееся в дальнейшем преимущественно на соединениях радия, было названо радиоактивность>о.
Опыт показывал, что активность препарата определяется исключительно содержанием в ием радия и совершенно не зависит от того, в виде какого соединения он находится. Активность препарата практически не зависит также и от внешйих условий: нагревание или охлаждение, действие света, электричества и т. д.
не оказывают на нее сколько-нибудь заметного влияния. Все эти факты заставляли сделать предположение, в корне противоречившее установившимся взглядам, — предположение, что радиоактивные явления обязаны своим происхождением с а м о п р о и звольному распаду атомов радия и других радиоактивных элементов. Тем самым был постав- 7'; р лен вопРос о внУтРеннем стРоении атома. зг , я Исследование радиоактивного излучения пока'. д; зало, что оно является сложным. Если радиоактивный препарат, заключенный в непроницаемую для его лучей свинцовую капсулу с отверстием иаРяс.
1!1-4. Рвспзеплеяяе рааяояктяя аго верху, поместить в электРическое поле, то излуизлучения и мягяят- чение распадается на три составные части, так пам паак называемые альфа-(я), бета-(8) и гамма-(у) лучи (рис. !И-3). Первые отклоняются к отрицательному полюсу; они представляют собой поток частиц сравнительно больщой массы, заряженных положительно. Вторые сильнее отклоняются к положительному полюсу; они стагаются из частиц очень малой массы, заряженных отрицательно. Наконец, у-лучи представтяют собой волны, подобные световым, но гораздо более короткие.
Аналогичное расщепляющее действие на радиоактивное излучение оказывает магнитное поле (рис. П1-4). Все три вида лучей действуют иа фотографическую пластинку, вызывают свечение некоторых веществ и т, д. Еще до открытия радиоактивности было известно, что при накаливании металлов, а также при освещении их ультрафиолетовыми Зя зв Пд Основнме нредставлениз о внутреннем строении вещества лучамн поверхность металла испускает отрицательное электричество. Вопрос о природе этого электричества был выяснен опытами с т. н. к- атод н ми лучами, которые получаются при электрическом разряде в разреженном пространстве.
На рис. 111-5 показана схема установки, применяемой для их изучения. В стеклянном сосуде, из которого выкачан воздух, впаяны анод А и катод К. При разряде между ними от катода распространяются катодные лучи, которые частично проходят сквозь узкое отверстие в аноде, затем между двумя металлическими пластинками Е и наконец попадают в пространство М, где могут быть обнаружены,при помощи фотографирования или иными путями. Если э между пластинками Е создать электрическое + поле, то лучи отклоняются в сторону пластинки, ~, + ~з ' ...-" заряженной положительно,— это показывает,что м сами лучи заряжены отрицательно.
Изменяя условия опыта (силу поля и др.), можно изучить различные свойства этих лучей. Рнс ш-5. схема уста- В результате подобных опытов выяснилось. нонки ал" асса«донимая чтО катодные лучи являются потоком отрицательно заряженных частиц с очень малой массой. Этот вывод был подтвержден дальнейшими исследованиями, причем оказалось, что частички, испускаемые металлами при их нагревании или освещении, равно как частички катодных лучей и Р-лучи, представляют собой одно и то же. Частички эти были названы электронами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
