Физические явления, физика, статьи по физике.

Теперь физики увидели атом как небольшое, но обладающее
большой массой атомное ядро, окруженное электронами.
Поскольку практически всю массу атома составляет ядро, то
с увеличением атомного веса должна увеличиваться и масса
ядра.
Логично предположить, что чем больше масса атомного ядра,
тем выше его положительный заряд и тем больше электронов
необходимо для того, чтобы заряд всего атома оставался нейтральным.
А раз так, то п о с т е п е н н о становится ясным, в чем
заключается различие между атомами различных химических
элементов, и различие это вовсе не в массе, как считал Дальтон
и остальные ученые XIX века. Различие имеет совершенно
новую, электрическую природу. Атомы различных химических
элементов отличаются зарядом ядра атома и количеством электронов
за пределами ядра.
Эти два аспекта электрического различия атомов тесно связаны
между собой, однако заряд — величина более постоянная,
чем количество электронов. Под действием света и тепла
электроны могут покинуть атом, превратив его в положительно
заряженный ион, а появление в атоме дополнительных
электронов приводит к образованию отрицательно заряженного
иона. Несмотря на то что свойства иона разительно отличаются
от свойств атома, от которого он образован, все-таки
ион не является новым элементом. Другими словами, даже несмотря
на то, что ион натрия по свойствам сильно отличается
от атома натрия,-даже физики и химики XIX века могли легко
превратить его обратно в атом натрия, и хотя превратить
ион калия в атом калия и наоборот они уже не могли, но в
принципе это возможно. Значит, количество электронов не является
ключевым отличием атома одного элемента от атома
другого.
А вот изменить заряд ядра атома ученые того времени не
могли. Заряд ядра атома остается постоянным независимо от
количества электронов. Таким образом, все разнообразие атомов
и соответственно химических элементов удобнее всего характеризовать
по разности зарядов их атомных ядер.
Но как определить точную величину заряда атомного ядра?
Ответ подсказали рентгеновские лучи.
Рентген получил свои лучи, направив катодный луч на стекло
стенки катодной трубки. Электроны, проникая сквозь какой-
либо объект, замедляются, и при достаточной толщине объекта
они могут остановиться полностью. Согласно теории электромагнетизма
Максвелла понижение скорости заряженных частиц
приводит к возникновению электромагнитного излучения, в
данном случае — рентгеновских лучей.
Понятно, что вещество, состоящее из более тяжелых атомов,
будет эффективнее задерживать электроны, а рентгеновское излучение
будет более интенсивным. Именно поэтому физики стали
помещать металлическую пластину внутри катодной трубки
непосредственно перед катодом. Электроны, попадая на эту пластину
— антикатод («напротив катода»), тормозятся, и появляется
мощное рентгеновское излучение. Такая трубка получила
название рентгеновская.

No Comments »

Наши действия с измерительными приборами или мерами тоже вносят в результат измерения некоторую погрешность.

Обратимся к рисунку. В нижней его части показано измерение длины карандаша, когда мы смотрим на него спереди, например, сидя на стуле. А слева показано измерение длины, когда мы смотрим на карандаш сверху, к примеру, склонившись над партой. Поэтому, несколько раз измеряя линейкой длину одного и того же карандаша, каждый из нас может получить отличающиеся результаты. Например, 18,7 см и 18,8 см. Каждый из них правильный.

Обобщая сказанное в двух предыдущих абзацах, сделаем вывод: неточность измерительных приборов и мер, а также неточность наших действий с ними приводят к тому, что результат любого измерения всегда имеет некоторую погрешность.

Однако остается вопрос: какое же из значений взять для записи результата измерения длины карандаша? Можно выбрать любое, но можно провести и дополнительные измерения. При этом заново совместить конец резинки с нулевой отметкой шкалы, а глаз поточнее расположить над концом грифеля. Такие многократные измерения позволят с большей уверенностью выбрать одно из значений длины карандаша, например первое – 18,7 см.

Чаще всего многократные измерения проводят для того, чтобы вычислить среднее значение измеряемой величины. Это – один из методов уменьшения погрешности результата измерения. Так вы будете поступать, например, в некоторых лабораторных работах.

No Comments »

Мы говорим, что масса банки с медом – 4 кг, длина карандаша – 19 см, а время восхода Солнца – 6 часов утра. Откуда появляются эти числа? И вообще – значения всех физических величин?

Числовые значения величин появляются в ходе измерений. Измерить – значит сравнить с мерой, то есть образцом для сравнения. Например, мерой для массы меда служат гири, мерой длины карандаша – деления на линейке, а мерой времени восхода Солнца – положение стрелки на циферблате часов.

Часто меры неотделимы от измерительных приборов. Например, гири нельзя использовать без весов, а деления на циферблате часов – без механизма, вращающего стрелки. Часы, весы, линейка, спидометр – все это примеры измерительных приборов.

Никакая мера или измерительный прибор не являются абсолютно точными. Проделаем опыт. Возьмем две чугунные гири по 1 кг, которые применяются в торговле. Поставим их на чаши лабораторных весов. Они покажут, что массы гирь не вполне одинаковы. Различие может достигать нескольких граммов! Причин этому несколько: неточность изготовления гирь, их износ при длительном использовании, налипание частиц пыли и другие. Подобные причины всегда приводят к тому, что измерительные приборы и меры вносят в результат измерения некоторую неточность – погрешность.

No Comments »