поиск по сайту

Микромир в естествознании



Объединение молекул в микроскопические структуры обычно называют микроскопическими телами. К таким надмолекулярным структурам можно отнести клетку живого организма и ее составные части: ядро, хромосому и т. п. Размеры и масса молекул изменяются в очень широком диапазоне — от простейших двухатомных молекул до сложных полимерных макромолекул с молекулярным весом в сотни тысяч атомных единиц массы и длиной, достигающей долей миллиметра. Такими макромолекулами являются молекулы ДНК и РНК.

Молекулы состоят из атомов. В свою очередь атом состоит из компактного ядра и электронной оболочки. Размеры атомов определяются электронными оболочками. Часто для наглядности оперируют планетарной моделью атома, которая была предложена Э. Резерфордом. В этой модели электроны, как планеты, находятся на своих орбитах. Радиусы орбит зависят от состояния возбуждения атома.


Элементарные частицы — это первичные, по современным Представлениям, неделимые частицы, из которых состоят все материальные объекты. В конце XIX — начале XX в. были обнаружены мельчайшие носители свойств вещества — молекулы. Было также установлено, что молекулы состоят из атомов. Это позволило описать все известные вещества как комбинации большого числа составляющих частиц — атомов. Позднее были выявлены составные элементы атомов — электроны и ядра. Оказалось также, что ядра имеют сложную структуру, они состоят из двух частиц: протонов и нейтронов. В начале XX в. были известны следующие элементарные частицы: протон, нейтрон, электрон и фотон. Эти четыре частицы стали считать элементарными, так как они служили основаниями строения вещества и электромагнитного поля.

Открытие новых частиц постепенно разрушило эту простую картину. Было открыто много новых частиц, причем большинство из них оказались составными, т. е. не элементарными. Тем не менее наименование «элементарные частицы» сохранилось. В настоящее время известно более 300 частиц, хотя не все они являются элементарными в истинном смысле этого слова. Такое большое число разнообразных частиц необходимо систематизировать. Основой классификации элементарных частиц является деление их на два больших класса: адроны и лептоны.

Адроны — это элементарные частицы, принимающие участие в сильных ядерных взаимодействиях. Лептоны — это элементарные частицы, которые участвуют в слабых ядерных и электромагнитных взаимодействиях. Класс адронов, в свою очередь, делится на барионы и мезоны. Барионы — это такие адроны, которые в реакциях между элементарными частицами могут превращаться в протоны или получаться из них. К барионам относятся протон и нейтрон, частицы, составляющие основу ядра атома. Таким образом, можно сказать, что атом состоит из электронов (по классификации это лептоны) и ядра, состоящего из протонов и нейтронов (по классификации это адроны, точнее барионы, а еще точнее — нуклоны).

В середине 60-х гг. XX в. учеными была предложена кварковая модель строения вещества. В соответствии с этой моделью любой адрон может быть представлен в виде набора из двух или трех кварков — частиц, имеющих дробный электрический заряд. Следует заметить, что представление элементарных частиц в виде комбинации кварков — это удобная теоретическая модель. Поиски свободных кварков в экспериментах на ускорителях или в составе космических лучей пока не дали положительных результатов. Тем не менее большинство ученых считает, что кварки действительно существуют, так как о предсказываемых свойствах кварков свидетельствуют многочисленные косвенные эксперименты. Во всяком случае, согласно современным представлениям, атомное ядро — это уже не набор протонов и нейтронов. Атомное ядро — это совокупность определенного числа кварков, связанных между собой. Например, ядро гелия, состоящее из двух протонов и двух нейтронов, — это совокупность 12 кварков.


Согласно современным представлениям, вакуум — это не абсолютная пустота, не пространство без материи. Вакуум является причиной возникновения виртуальных частиц, например фотонов. Причем такое возникновение как бы из ничего регистрируется экспериментально.

Заканчивая характеристику объектов микромира, следует подчеркнуть, что в микромире реально действуют три вида сил: сильные и слабые ядерные и электромагнитные. Силами гравитации при описании микромира можно пренебречь, так как из-за крайне малых масс объектов микромира силы гравитации практически равны нулю.




Если Вас заинтересовали описанные в статье товары или услуги, Вы можете:
Позвонить:
Поделиться
Еще из раздела естествознание
Космические и биологические циклы Механизмы устойчивости биосферы Микромир и его структура Научный метод познания





© 2006-2016 ИП Антонович А.С.
+375-29-5017588
+375-29-1438110