Товарищи родители десятилетних - и около того - деток, что вы рассказываете своим чадам о веществе и материи? Меня Маша сегодня пытала-пытала, и допытала аж до корпускулярно-волновой и квантовой теорий. Я уж и так, и сяк - «я и прямо, я и боком, с поворотом и с прискоком...» - и на пальцах, и при помощи рисунков на бумаге и руками в воздухе, два часа разъясняла - как могла и что могла.
Рассказала, что вещество состоит из молекул, в которые объединяются атомы за счет валентных (свободных) электронов на внешней оболочке. Что оболочки как таковой нет, но есть внешние орбиты электронов, которые определяют размер атома. Что все атомы состоят из одинаковых частей, но в разной комплектации, и напоминают космические галактики, состоящие из звезд, вокруг которых вращаются планеты: чем крупнее звезда, тем больше планет она может удерживать вокруг себя. Между звездой и планетами огромные расстояния, ничем не заполненные, оболочки галактика не имеет, и тем не менее из пустоты космоса она выглядит как сгусток определенных размеров, как частица вещества. Так же и атом. Если увеличить ядро атома до размеров баскетбольного мяча, то окажется, что ближайший электрон вращается по орбите с радиусом в тридцать километров. А между ними ничего нет – пустота.
Вещество, сделанное из пустоты, твердо потому, что атомы именно за счет притяжения электронов к ядру являются довольно прочным соединением. Они сцеплены в молекулы также довольно прочно, и молекулы сцеплены между собой прочно, так что другие молекулы не могут проникнуть между ними просто так и разорвать эти связи. Связи по-другому называются гравитационными и кулоновскими силами.
Вещество, сделанное из пустоты, имеет разный запах, так как выделяет в воздух каждый раз отличные друг от друга молекулы, действующие неодинаково на рецепторы в нашем носу.
Вещество, сделанное из пустоты, имеет разный цвет, так как по-разному поглощает и отражает солнечный свет. Чем больше поглощает – тем темнее цвет вещества, чем больше отражает – тем светлее.
Сам солнечный свет веществом и является, и не является. У него двойственная природа. С одной стороны, свет является потоком элементарных частиц фотонов, поэтому когда он падает на какую-то поверхность, он оказывает световое давление и фотоэффект. Давят именно частицы вещества, так как обладают импульсом – наличие импульса делает вещество веществом. С другой стороны, этот же самый свет вовсе даже и не обладающие импульсом частицы вещества, а просто волна, которая никакого импульса не имеет и никакие частицы никуда не переносит. Но – переносит энергию. Хитро? Хитро. Чтобы придумать объяснение такому парадоксу, ученые придумали науку под названием квантовая физика. Эта физика почти целиком нафантазирована учеными, так как экспериментальных подтверждений теоретически выдуманных частиц, а также процессов рождения и аннигиляции (исчезновения) пар вещества-антивещества так и не получено. Ну или получены, но невнятные и загадок по-прежнему много. Существование частицы света – фотона - кстати, тоже экспериментально не подтверждено – это чисто теоретическая частица.
Как же вещество переходит в волну, а волна в вещество? На самом деле достоверно мы этого до сих пор не знаем, но ученые уже нафантазировали множество объяснений с законами и формулами. И я расскажу тебе об этом завтра, мой маленький друг...
Внимание, вопрос. Как объяснить ребенку на пальцах рождение из гамма-кванта пары электрон-позитрон и протон-антипротон? Как объяснить что такое антивещество? Как рассказать об опытах Кюри по аннигиляции пары в гамма-кванты?
Выручайте, а то упадет мой имидж в глазах ребенка...
|