Физические основы атомного оружия: Строение вещества Ч.1

Атомы ядра и строение вещества

Глава из альбома иллюстраций “Физические основы и боевые свойства атомного оружия” (1957 г.).

Все то что окружает нас —

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-03

живая

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-04

и неживая природа

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-05

все созданное руками человека, состоит из мельчайших невидимых частиц — атомов и молекул.

Размеры атомов чрезвычайно малы

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-06

В дробинке диаметром 3 мм содержится 1021 атомов свинца. Из такого количества песчинок образовалась бы гора, значительно большая, чем гора Эльбрус.

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-07

Вещества, состоящие из атомов одного вида, называются химическими элементами

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-09

При увеличении в несколько миллионов раз можно было бы увидеть, что дробинка состоит из одинаковых атомов свинца.

В веществе атомы обычно соединены в молекулы

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-11

Молекула воды состоит из двух атомов водорода (Н) и одного атома кислорода (О).

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-13

Более сложной молекулой является например, молекула тротила, которая состоит из 7 атомов углерода (С), 6 атомов кислорода, 5 атомов водорода и 3 атомов азота (N).

Атомы и молекулы постоянно находятся в движении.Скорость их движения тем больше, чем выше температура вещества

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-08

Так, в горячем паре молекулы движутся значительно быстрее, чем в холодной воде (большая длина стрелки на рисунке соответствует большей скорости движения молекул).

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-15

Энергия молекул нагретого пара используется в различных паровых машинах.

Вокруг нас постоянно происходят превращения одних веществ в другие

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-17

В результате соединения железа с кислородом на железных и стальных изделиях появляется ржавчина.

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-19

При горении угля происходит соединение углерода с кислородом и образуется углекислый газ.

Многие химические реакции сопровождаются выделением энергии

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-10

Например, при взрыве тротила энергия выделяется вследствие распада сложных его молекул на более простые, то есть в результате изменения электронной оболочки атомов.

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-21

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-23

Ядра атомов при химических реакциях остаются неизменными.

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-25

Энергией химических реакций издавна пользуется человек.

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-27

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-29

При химических реакциях выделяется лишь ничтожно  малая доля всей энергии, заключенной в недрах атомов. Для взрыва подобного взрыву 400 тонн тротила, потребовалось бы лишь 100 г вещества, если бы можно было использовать всю энергию, находящуюся в недрах атомов.

Но как же извлечь энергию, заключенную в недрах атомов? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим строение атома

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-12

Это модель атома. В центре атома находится положительно заряженное ядро. Оно окружено отрицательно заряженными частицами — электронами.

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-31

Атомы иногда изображают в виде планетарной системы с ядром — Солнцем, вокруг которого вращаются электроны — планеты.

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-33

Более правильно представлять атомы в виде отрицательно заряженного облака — электронной оболочки, в центре которой находится положительно заряженное ядро.

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-35

Размеры ядра по сравнению с размерами атома очень малы. Если атом увеличить до размеров большого театрального зала, то ядро окажется не больше булавочной головки.

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-37

Ядро атома состоит из положительно заряженных частиц — протонов и частиц, не имеющих заряда, – нейтронов. Поэтому заряд ядра определяется числом протонов в нем.

fizicheskie-osnovy-i-boevye-svojstva-atomnogo-oruzhiya-38

Ядра атомов обозначаются символами элементов, к которым добавляются две цифры: вверху — число частиц в ядре (массовое число), внизу – число протонов (заряд ядра).

Читать продолжение главы

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>