Glavne pozicije MTKS-a. Dokaz postojanja molekula
Glavne odredbe teorije molekularne kineske.
jedan). Svaka tvar ima diskretnu (povremenu) strukturu. Sastoji se od najmanjih čestica - molekula i atoma odvojenih intervalima. Molekule su najmanji čestice s kemijskim svojstvima ove tvari. Atomi su najmanji čestice s svojstvima kemijskih elemenata koji su dio ove tvari.
2). Molekule su u stanju kontinuiranog kaotičnog pokreta, pod nazivom Thermal. Kada se tvar zagrijava, brzina kretanja topline i kinetička energija njegovih čestica se povećava, a tijekom hlađenja - smanjenje. Stupanj grijanog tijela karakterizira njegova temperatura, što je mjera prosječne kinetičke energije translacijskog kretanja molekula ovog tijela.
3). Između molekula u procesu njihove interakcije nastaju sile privlačnosti i odbijanja.
^ Eksperimentalna opravdanje za molekularnu kinetičku teoriju
Prisutnost propusnosti, stlačivosti i topljivosti u tvarima ukazuje na to da nisu čvrste i sastoje se od odvojenih čestica odvojenih intervalima. Uz pomoć suvremenih istraživačkih metoda (elektronički i ionski mikroskopi), bilo je moguće dobiti slike najvećih molekula.
Zapažanja smeđe pokreta i difuzija čestica pokazala su da su molekule kontinuirano kretanje.
Prisutnost čvrstoće i elastičnosti tijela, vlažnosti, adhezije, površinske napetosti u tekućinama, itd. - Sve to dokazuje postojanje interakcijskih sila između molekula.
^ Brownov pokret.
Godine 1827. engleski botaničar smeđi, promatrajući pelud cvijeća u mikroskop u vodi, otkrio je da su zrna peluda kontinuirano kaoutički kreću. Neuredno suspendiran u tekućim krutim krutim česticama i dobio je ime smeđe pokreta. Utvrđeno je da se smeđe pokret događa na neodređeno vrijeme dugo vremena. Intenzitet kretanja čestica ponderiranih u tekućini ne ovisi o sadržaju tih čestica i ovisi o njihovoj veličini. Velike čestice ostaju nepomični. Intenzitet smeđeg pokreta povećava se s povećanjem temperature tekućine i smanjuje se sa smanjenjem. Čestice ponderirane u tekućini potez pod djelovanjem molekula tekućine koje se suočavaju s njima. Molekule se kreću kaotične, tako da se sile s kojima djeluju na suspendirane čestice kontinuirano mijenjaju modulom i smjerom. To dovodi do pogrešnog kretanja suspendiranih čestica. Dakle, smeđi pokret vizualno potvrđuje postojanje molekula i kaotični karakter njihovog toplinskog pokreta. (Kvantitativna teorija Brownskog pokreta razvijena je 1905. Einstein.)
Difuzijaoni nazivaju fenomen spontane međusobne prodiranja molekula koje su međusobno granile u međusobno međumolekularne intervale. (Difuzija koja se pojavljuje kroz polupropusne particije, naziva se osmoza.) Primjer difuzije u plinovima je širenje mirisa. U tekućinama, vizualna manifestacija difuzije miješa se na težinu težine tekućine različite gustoće (s težim molekulama tekućine ustati, i lakše se spustiti). Difuzija se javlja u krutim tvarima. To dokazuje takvo iskustvo: dva uglađena ploča zlata i olovo, stavite jedni na druge, držane su na sobnoj temperaturi 5 godina. Tijekom tog vremena, ploče su narasle, formirajući jednu cjelinu, a zlatne molekule prodrle su u olovo i olova molekule - u zlatu do dubine od 1 cm. 1 brzina difuzije ovisi o agregatnom stanju tvari i temperature. Uz povećanje temperature, brzina difuzije se povećava i smanjuje se s smanjenjem.
^ Dimenzije i težina molekula
Veličina molekule je uvjetna vrijednost. Ocjenjuje se kako slijedi. Tu su i odbojne snage između molekula zajedno sa silama privlačnosti, stoga se molekule mogu približiti samo određenoj udaljenosti. Udaljenost maksimalnog približavanja centara dviju molekula naziva se učinkoviti promjer molekule i označena je o (istodobno se smatra da su molekule imaju sferični oblik). S izuzetkom molekula organskih tvari koje sadrže vrlo velik broj atoma, većina molekula prema redoslijedu veličine ima promjer 10-10 m i mase od 10-26 kg.
^ Relativna molekularna težina
Budući da su mase atoma i molekula iznimno male, u izračunima obično nisu apsolutne, a relativne vrijednosti mase dobivene usporedbom mase atoma i molekula s atomskom jedinicom mase, koja je odabrana 1/12 dio mase ugljikovog atoma (tj. korištenu temperaturu atomskih masa). Relativni molekularni (ili atomski) Masa M. r. (ili ALI r.) Tvari pozivaju vrijednost jednaku omjeru mase molekule (ili atoma) ove tvari do 1/12 mase ugljikovog atoma 12 C. Relativna molekularna (atomska) masa je vrijednost koja nema dimenziju. Relativna atomska masa svakog kemijskog elementa prikazana je u tablici mendaleev. Ako se tvar sastoji od molekula nastalih iz atoma različitih kemijskih elemenata, relativna molekulska masa ove tvari jednaka je zbroju relativnih atomijskih masa elemenata koji su dio ove tvari.
^ Broj tvari
Količina tvari koja se nalazi u tijelu određuje se brojem molekula u ovom tijelu (ili brojem atoma). Budući da je broj molekula u makroskopskim tijelima vrlo velik, odrediti količinu tvari u tijelu usporediti broj molekula u ovom tijelu s brojem atoma u 0.012 kg ugljika. Drugim riječima, količina tvari vlan Oni nazivaju vrijednost jednaku omjeru broja molekula (ili atoma) n u ovom tijelu na broj atoma n a u 12 g ugljika, tj.
vlan \u003d N / n A. . Količina tvari izražena je u malom. Mol je jednak broj tvari sustava koji sadrži onoliko strukturnih elemenata (atoma, molekula, iona), kao što sadrži atome u ugljiku-12 težine 0,012 kg.
^ Stalni avogadro. Molekulska masa
Prema definiciji koncepta mola, u 1 molu bilo koje tvari sadrži isti broj molekula ili atoma. To je broj N a, jednak broju atoma u 0,012 kg (tj. U 1 molu) ugljika, naziva se konstantno avogadro. Molarna masa m bilo koje tvari naziva se masa od 1 mola ove tvari. Molarna masa tvari izražena je u kilogramima na molu.
Količina tvari može se naći kao 
Masa jedne molekule može se naći kao 
Ili s obzirom da je relativna molekularna težina numeričkog jednaka masi jedne molekule izražene u A.M. (1m.m. \u003d 1,66 € 10 -27 kg).
^ 2. Struktura plinovitih, tekućih i krutina
Postoje četiri agregatna stanja tvari - čvrste, tekuće, plinovite i plazme.
Ako je minimalna potencijalna energija w p molekula tvari mnogo manja od prosječne kinetičke energije njihovog toplinskog pokreta W K (tj. W p\u003e W, tada je tvar u krutom stanju.
U plinovima bez visokih tlaka, a ne niskih temperatura, molekula je jedna od druge na udaljenostima, mnogo puta više od njihovih dimenzija. U takvim uvjetima, molekula plina nije povezana s intermolekularnim sila privlačnosti. Oni su kaotični postupno kreću po cijelom volumenu koji zauzima plin. Interakcija molekula plina događa se samo u njihovom sudaru među sobom i zidovima plovila u kojem se nalazi plin. Impulsni prijenos pod ovim sudarima uzrokuje pritisak koji proizvede plin. Udaljenost koju molekula prolazi između dva uzastopna sukoba naziva se duljina slobodne kilometraže molekula. Ako se molekule plina sastoje od dva ili više atoma, tada kada sudar, stječu rotacijsko kretanje. Dakle, u plinovima, molekule čine pretežno progresivni i rotacijski pokret.
U tekućinama, udaljenost između molekula usporediva se s njihovim učinkovitim promjerom. Sile interakcije molekula je jedna s drugom je dovoljno velika. Tekuće molekule variraju blizu ravnotežne vremenske pozicije. Međutim, u tekućinama W p-W K, dakle, dobivene kaotičnim sudarima višak kinetičke energije, pojedinačne molekule prevladaju privlačnost susjednih molekula i otići na nove ravnotežne položaje, oko kojih ponovno oscilatorni pokret. Vrijeme molekula tekućine u blizini ravnotežnih položaja je vrlo mala (oko 10-10 - 10 -12 ° C), nakon čega molekule čine prijelaz na nove položaje. Prema tome, molekule tekućine čine oscilatorno kretanje oko vremenskih centara ravnoteže i skaču se iz nekih ravnotežnih položaja na druge (zbog takvih pokreta, tekućina ima tekućinu i uzima oblik posude u kojem se nalazi). Tekućina se sastoji od mnoštva mikroskopskih područja u kojima postoji određena urednost na mjestu obližnjih molekula, koje se ne ponavlja tijekom volumena tekućine i varijabli tijekom vremena. Ova vrsta particioniranja čestica naziva se u blizini.
U krutim tvarima, udaljenost između molekula je čak i manja nego u tekućinama. Sile interakcije molekula krutih tvari između sebe su tako velike da se molekule međusobno drže u određenim položajima i mijenjaju se oko stalnih ravnotežnih centara. Čvrsta tijela su podijeljena u kristalni i amorfni. Za kristalna tijela, tzv. Kristalne rešetke su karakteristične - naručene i periodično ponavljaju u prostoru rasporeda molekula, atoma ili iona. Ako provodite izravno u bilo kojem smjeru kroz proizvoljni čvor kristalne rešetke, tada će se ispuniti druge čvorove ove rešetke zajedno s jednakom udaljenosti, tj. Ova struktura se ponavlja kroz volumen kristalnog tijela. Ova vrsta naručitelja čestica naziva se dugoročni poredak. U amorfnim tijelima (staklo, smola i broj drugih tvari) ne postoji dugotrajna i kristalna rešetka, koja okuplja svojstva amorfnih tijela s tekućinama. Međutim, u amorfnim tijelima molekule fluktuiraju u blizini privremenih položaja ravnoteže je mnogo dulje nego u tekućinama. U krutim tvarima, molekula čini pretežno oscilatorno kretanje (iako postoje i pojedinačne molekule koje se progresivno kreću, o čemu svjedoče difuzijski fenomen).
^ 3. Iskusite krme. Distribucija molekula
Plinske molekule se kreću s velikim brzinama neposredno prije sudara. Na sobnoj temperaturi, brzina molekula zraka doseže nekoliko stotina metara u sekundi. Udaljenost koju molekule provode u prosjeku od jednog sudara na drugu nazivaju se prosječni slobodni put molekula. U molekulama zraka na sobnoj temperaturi, prosječna duljina slobodne kilometraže je oko 10 -7 m. Zbog kaotičnog kretanja molekule, oni imaju najrazličitije brzine. No, na toj temperaturi možete odrediti brzinu u blizini koje najveći broj molekula ima.
Brzina u kojoj je blizu koji se najveći broj molekula naziva najvjerojatnijom brzinom.
Samo vrlo mala količina molekula ima brzinu blizu nule, ili blizu beskonačno velike veličine, mnogo puta superiornije od najvjerojatnije brzine. I, naravno, nema molekula čija je brzina nula ili beskonačno velika. Ali većina molekula ima brzinu blizu najvjerojatnije.
S povećanjem temperature molekula. No, količina molekula s brzinom u blizini najvjerojatnije se smanjuje, jer se širenje povećava u brzinama, količina molekula se povećava, čije se brzine značajno razlikuju od najvjerojatnije. Broj molekula koje se kreću s velikim brzinama povećava, a manji - smanjuje. I 
z-za veliku količinu molekula u bilo kojem volumenu plina njihovog smjera kretanja duž bilo koje osi koordinata jednako je čak i ako je plin u stanju ravnoteže, tj. Nema potoka. To znači da bilo koji usmjereni kretanje jedne molekule odgovara anti-usmjerenom kretanju druge molekule na istoj brzini, tj., Ako se jedna molekula pomiče, na primjer, naprijed, onda postoji drugačija molekula koja se kreće s istom brzinom. Stoga, brzina kretanja molekula, uzimajući u obzir njihove smjerove, ne može se karakterizirati prosječnom brzinom svih molekula, uvijek će biti nula, jer je pozitivna brzina, koordinata, koordinirana s jednom od osi koordinata, s Negativna stopa anti-istaloživanja ove osi. Ako su vrijednosti brzine svih molekula podignute u kvadrat, onda će sve mane nestati. Ako, zatim preklopite kvadrata svih molekula, a zatim podijeljeni s brojem molekula N, tj. Odredite prosjek, veličinu kvadrata svih molekula, a zatim uklonite kvadratni korijen iz te vrijednosti, zatim neće biti nula i bit će moguće opisati brzinu kretanja molekula. Kvadratni korijen od prosječnih vrijednosti brzine svih molekula naziva se njihova prosječna kvadratna brzina. 
, Iz jednadžbi molekularne fizike slijedi to 
.
^ Stern iskustvo.
Prvo eksperimentalno određivanje brzine molekula napravljen je 1920. Njemački fizičar O. Stern. Utvrdila je prosječnu brzinu atoma. Eksperimentalna shema prikazana je na Sl.
Dvije koaksijalne cilindrične površine 1 i 2 su fiksirane na ravnu horizontalnu bazu, koja zajedno s bazom može rotirati oko vertikalne osi OO 1. Površina 1 krutina i str 
prevlada 2 ima uski utor 4, paralelna os OO 1. Ova os je platinasto srebrna žica 3, kroz koju se prenosi električna struja. Cijeli sustav je u komori, iz kojeg je zrak bačen (tj u vakuumu). Žica zagrijana na visoku temperaturu. Srebrni atomi, isparavajući s njezine površine, ispunite unutarnji cilindar 2. Uski snop ovih atoma, koji su prolazili kroz utor 4 u zidu cilindra 2, leti na unutarnju površinu cilindra 1. Ako su cilindri još uvijek, Silver atomi se pohranjuju na tu površinu kao usku traku paralelni prorez (točka b), (presjek cilindra s horizontalnom ravninom).
Kada cilindri vode do rotacije s konstantnom kutnom brzinom, oko osi OO 1 za T, tijekom koje atomi lete od proreza na površinu vanjskog cilindra (tj. Postoji udaljenost AV, jednaka razlika 
Radijus ovih cilindara), cilindri se okreću na kut, i atomi se polažu u obliku trake negdje drugdje (točka C, sl. B). Udaljenost između taloženja mjesta atoma u prvom iu drugom slučaju je s.
Označiti 
Prosječna brzina atoma i v \u003d ng je linearna brzina vanjskog cilindra. Zatim 
, Poznavanje instalacijskih parametara i mjerenje eksperimentalno s, prosječna brzina atoma može se odrediti u prosjeku. U eksperimentu, krme je utvrđeno da je prosječna brzina srebra atoma 650 m / s.
Planine, zvijezde, ljudi su sve što vidimo okolo, sastoji se od malih atoma. Atomi su mali. Vrlo i vrlo. Od djetinjstva znamo da se sva tvar sastoji od klastera tih sitnih stvari. Također znamo da se ne mogu vidjeti golim okom. Prisiljeni smo slijepo vjerovati te izjave bez provjere. Atomi međusobno djeluju i na cigle čine naš svijet. Kako to znamo? Mnogi ne vole usvojiti znanstvenike za čiste kovanice. Uzmomo, zajedno s znanošću, proći će put od svijesti o atomima do neposrednog dokaza o njihovom postojanju.
Može se činiti da postoji jednostavan način dokazivanja postojanja atoma: gurni ih pod mikroskopom. Ali ovaj pristup neće raditi. Čak i najsnažniji mikroskopi fokusirajući svjetlo može vizualizirati jedan atom. Objekt postaje vidljiv jer odražava svjetlosne valove. Atomi su tako manji od valne duljine vidljivog svjetla koje uopće ne komuniciraju. Drugim riječima, atomi su nevidljivi čak i za svjetlo. Međutim, atomi su još uvijek promatrali učinke na neke stvari koje možemo vidjeti.
Stotinama godina, 1785. godine, nizozemski znanstvenik Yang Ingenhauz studirao je čudan fenomen koji nije mogao razumjeti. Najmanja čestice ugljena prašine ušuljaju na površini nekih alkohola u svom laboratoriju.
50 godina kasnije, 1827. godine, škotski botaničar Robert Brown opisao je nešto iznenađujuće slično. Studiranje peludnih granula pod mikroskopom, smeđa je otkrila da neke granule emitiraju male čestice - koje su zatim uklonjene iz peluda u slučajnom živčanom plesu.
Isprva je Browney mislio da su čestice neke nepoznate organizam. Ponovio je eksperiment s drugim tvarima, poput kamene prašine, koji je očito bio napadljiv, i opet je vidio čudan pokret.
Trebalo je gotovo stotinu godina kako bi znanost pronašla objašnjenje. Einstein je došao i razvio matematičku formulu koja je predvidjela vrlo posebnu vrstu kretanja - a zatim se zove Brownov pokret, u čast Roberta Brown. Einsteinova teorija bila je da su se čestice peludnih granula neprestano pomicale, jer su se u njih srušile milijuni sitnih molekula vode - molekule koje se sastoje od atoma.
"Objasnio je da je to živčani pokret koji promatrate, zapravo uzrokovali utjecaj pojedinačnih molekula vode na čestice prašine ili ono što imate tamo", objašnjava Harry Cliffa sa Sveučilišta u Cambridgeu, također kustos Muzeja znanosti u Londonu ,
Do 1908., opažanja, podržana izračunima, pokazala su da su atomi stvarni. Deset godina, fizika je značajno napredna. Istezanje pojedinih atoma, počeli su razumjeti svoju unutarnju strukturu.
Iznenađenje je bilo da se atomi mogu podijeliti - osobito u svjetlu činjenice da je ime "atom" izašao iz grčkog "atoma", što znači "nedjeljivo". Ali fizičari sada znaju da su atomi daleko od osnovnih cigli. Sastoje se od tri glavna dijela: protoni, neutroni i elektroni. Zamislite da zajedno protoni i neutroni oblikuju "sunce" ili kernel, u središtu sustava. Elektroni su u orbiti ove jezgre, poput planeta.
Ako su nezamislivi atomi mali, tada su ove subatomske čestice uopće. Smiješno je, ali prvi je pronađen najmanja čestica troje - elektrona. Da biste razumjeli razliku u veličinama, imajte na umu da su protoni u kernelu 1830 puta više elektrona. Zamislite chup chups u orbiti zrak balon - odstupanje će biti otprilike tako.
Ali kako smo saznali da su te čestice tamo? Odgovor je da su oni iako mali, ali imaju veliki utjecaj. Britanski fizičar Thomson, koji je otvorio elektrone, koristio je izvrsnu metodu kako bi dokazao svoje postojanje 1897. godine.
Imao je Crox cijev - komad stakla smiješnog oblika, iz kojeg je automobil usisan gotovo sav zrak. Na jedan kraj cijevi, negativni električni naboj je sažepljen. Ova naknada bila je dovoljna da izbaci dio elektrona lijevo u plinskoj cijevi u molekulama. Elektroni se negativno napuni, tako da je letio na drugi kraj cijevi. Zahvaljujući djelomičnom vakuumu, elektroni su letjeli kroz cijev bez susreta velikih atoma na putu.
Električni naboj doveo je do činjenice da su se elektroni vrlo brzo preselili - oko 59.500 kilometara u sekundi - dok se ne srušili u čašu na drugom kraju, srušivši još više elektrona koji su se sakrili u atomima. Iznenađujuće, sudara između ovih sitnih čestica koje se oduzima dah proizveli su onoliko energije da je potaknuo fantastičan zeleno-žuti sjaj.
"Bilo je to u smislu jedan od prvih akceleratora čestica", kaže Cliff. - Ubrzava elektrone na jednom kraju cijevi na drugi, a oni se srušili na zaslon na drugom kraju, proizvodnju fosforescentnog sjaja. "
Budući da je Thomson otkrio da može kontrolirati elektronske zrake s magnetima i električnim poljima, znao je da to nisu samo čudne zrake svjetlosti, optužene su čestice.
A ako ste zainteresirani kako ti elektroni mogu letjeti neovisno o svojim atoma, onda je to posljedica ionizacijskog procesa, u kojem - u ovom slučaju, električni nabod mijenja strukturu atoma, kucajući elektrone u prostor u blizini.
Konkretno, zbog činjenice da su elektroni tako lako manipulirati i kretati, električni krugovi su postali mogući. Elektroni u bakrenoj žici se kreću kao vlak iz jednog bakra atoma na drugi - dakle, žica se prenosi preko žice. Atomi, kao što smo već rekli, to nisu čvrsti komadi tvari, već sustavi koji se mogu mijenjati ili rastavljati na strukturnim elementima.
Otvaranje elektrona pokazalo je da više trebate naučiti o atomima. Thomsonov rad je pokazao da su elektroni negativno napunjeni - ali znao je da sami atomi nemaju zajedničku naknadu. Predložio je da trebaju sadržavati tajanstvene pozitivno nabijene čestice kako bi nadoknadili nepovoljne nabijene elektrone.
Početak 20. stoljeća otkrio je ove pozitivno nabijene čestice i istovremeno otkrila unutarnju strukturu atoma - sličnog sunčevom sustavu.
Ernest Rutherford i njegovi kolege zauzeli su vrlo tanku metalnu foliju i stavili ga pod snop pozitivno nabijenog zračenja - protok sitnih čestica. Većina snažnog zračenja prolazila je, kao što je Refordford vjerovao, s obzirom na debljinu folije. Ali, na iznenađenje znanstvenika, dio njega je odskočio.
Rutherford je predložio da atomi u metalnoj foliji trebaju sadržavati male guste područja s pozitivnim nabojem - ništa drugo ne bi imalo dovoljno potencijala da odražava takvo snažno zračenje. Otkrio je pozitivne troškove u atomu - i istovremeno dokazao da su svi povezani u gustoj masi, za razliku od elektrona. Drugim riječima, pokazao je postojanje guste jezgre u atomu.
Došlo je do problema. Kad su već mogli izračunati masu atoma. No, s obzirom na podatke o tome što ozbiljno treba biti čestice jezgre, ideja o tome što su svi bili pozitivno optuženi nisu imali smisla.
"Ugljik ima šest elektrona i šest protona u jezgrama - šest pozitivnih naknada i šest negativnih optužbi", objašnjava liticu. - ali ugljična jezgra ne teži šest protona, teži ekvivalent 12 protona. "
Isprva su predložili da u srži ima šest drugih nuklearnih čestica s protonskom masom, ali negativno nabijena: neutroni. Ali nitko to ne može dokazati. Zapravo, neutroni se ne mogu naći do 1930-ih.
Cambridge fizičar James Chadwick očajnički je pokušao otvoriti neutron. Radio je na ovoj teoriji dugi niz godina. Godine 1932. uspio je izvršiti proboj.
Nekoliko godina prije toga, drugi fizičari eksperimentirali su s zračenjem. Pokrenuli su pozitivno nabijeno zračenje - tip koji se bootford koristi u potrazi za jezgrom - u atomima berilija. Beryllium je emitirao vlastito zračenje: zračenje koje se ne naplaćuje pozitivno ili negativno i može prodrijeti duboko u materijal.
U to vrijeme, drugi su otkrili da je gama-zračenje bilo neutralno i duboko prodrla, tako da su fizičari vjerovali da je to berilija atoma koji su emitirani. Ali Chadwick nije tako mislio.
On je samostalno napravio novo zračenje i poslao je u supstancu koja je, kao što je znao, bio bogat protonima. Odjednom se ispostavilo da su protoni izbačeni iz materijala kao da su čestice s identičnim kuglicama poput biljara s drugim kuglicama.
Gamma zračenje ne može na ovaj način ne može odraziti protone, stoga je Cedwick odlučio da željene čestice trebaju imati protonsku masu, ali još jedan električni naboj: a to su neutroni.
Pronađene su sve glavne čestice atoma, ali na ovoj povijesti ne završava.
Iako smo naučili o atomima mnogo više nego što je prije znao, bilo ih je teško vizualizirati. U 1930-ima nitko nije imao slike njihovih slika - i mnogi su ljudi htjeli vidjeti ih da preuzmu svoje postojanje.
Važno je napomenuti, međutim, da su metode koje koriste znanstvenici poput Thomsona, Rutherford i Chadwick, položili put do nove opreme, što nam je na kraju pomoglo da napravimo ove slike. Elektronske zrake koje je Thomson generirao u svom eksperimentu s Crox cijev, pokazalo se posebno korisnim.
Danas se takvi snopovi generiraju elektronski mikroskopi, a najmoćniji od takvih mikroskopa zapravo mogu fotografirati pojedinih atoma. To je zato što elektronski snop ima valnu duljinu u tisućama kraći od snopa svjetlosti je tako kratko, zapravo, elektronski valovi mogu se odraziti iz malih atoma i dati sliku, koje svjetlosne zrake ne mogu.
Neil Skipper sa Sveučilišnog koledža u Londonu kaže da su takve slike korisne za ljude koji žele proučiti atomsku strukturu posebnih tvari - kao što su one koje se koriste u proizvodnji baterija za električne vozila, na primjer. Što više znamo o njihovoj atomskoj strukturi, to bolje možemo dizajnirati baterije, učiniti ih učinkovitim i pouzdanim.
Također možete razumjeti kako izgledaju atomi, samo u njih. Dakle, zapravo, mikroskopija atomske sile radi.
Ideja je donijeti vrh iznimno male sonde na površinu molekule ili tvari. Uz dovoljnu blizinu, sonda će biti osjetljiva na kemijsku strukturu onoga što ukazuje, a promjena otpora kao pokreta sonde omogućit će znanstvenicima da fotografiraju slike, na primjer, zasebnu molekulu.
Skipper dodaje da mnogi nuklearni znanstvenici istražuju kako se struktura stvari mijenja kada je izložena visokom tlaku ili temperaturi. Većina ljudi zna da kada se tvar zagrijava, često se širi. Sada možete pronaći atomske promjene koje se pojavljuju u isto vrijeme, što se često ispostavlja da je korisno.
"Kada se tekućina zagrijava, može se primijetiti da njegovi atomi uzimaju neuređenu konfiguraciju", kaže skiper. - Možete ga vidjeti izravno s strukturne kartice. "
Skiper i drugi fizičari također mogu raditi s atomima koristeći neutronske zrake, prvi put otkriveni uzorom 1930-ih.
"Mi lansiramo mnogo neutronskih greda u uzorke materijala, a iz dobivenog raspršenog uzorka možete shvatiti da rasipate neutrone u jezgri", kaže on. - Možete grubo procijeniti masu i veličinu objekta koji se prevodi. "
Ali atomi nisu uvijek samo tamo, u stabilnom stanju, čekajući ih dok ne studiraju. Ponekad se raspadaju - to jest, oni su radioaktivni.
Postoje mnogi prirodni radioaktivni elementi. Ovaj proces generira energiju koja je formirala osnovu nuklearne energije i nuklearnih bombi. Fizika-nuklearni donositelji obično pokušavaju bolje razumjeti reakcije u kojima je kernel prolazi kroz temeljne promjene poput ovih.
Laura Harches-Brennan iz Sveučilišta Liverpool specijalizirao se za učenje gama zrake - vrsta zračenja koje se emitiraju propadajući atomi. Radioaktivni atoma određenog tipa emitira poseban oblik gama zrake. To znači da možete identificirati atome, samo registriranjem energije gama zraka - to je, zapravo, Harkness Brennan i bavi se njegovom laboratoriju.
"Vrste detektora koje trebate koristiti prikazane su detektorima koji će vam omogućiti da izmjerite prisutnost zračenja i energije zračenja istovremeno, koja je odgođena", kaže ona. "Sve zato što sve jezgre imaju poseban otisak."
Budući da je u području u kojem je otkriveno zračenje, mogu biti prisutne sve vrste atoma, osobito nakon velike nuklearne reakcije, važno je znati točno koje su prisutne radioaktivne izotope. Takvo otkrivanje se obično provodi na nuklearnim postajama ili u zonama gdje se dogodila nuklearna katastrofa.
Harkness Brennan i njezini kolege sada rade na sustavima za otkrivanje koje se mogu postaviti na mjesta za prikazivanje u tri dimenzije u kojima može biti prisutno zračenje u određenoj sobi. "Trebate tehničare i alate koji vam omogućuju da napravite trodimenzionalnu kartu prostora i potaknite gdje u ovoj sobi, u ovom zračnom zračenju", kaže ona.
Također možete vizualizirati zračenje u Wilson Cameru. Kao dio ovog posebnog eksperimenta, ohlađen na -40 stupnjeva Celzijus alkohola paru se raspršuje oblikom preko radioaktivnog izvora. Nabijene čestice zračenja koji lete od izvora zračenja su izbačeni elektroni iz molekula alkohola. Alkohol se kondenzira u tekućinu pored puta emitirane čestice. Rezultati ove vrste detekcije su impresivni.
Radili smo malo izravno s atomima - osim što su to prekrasne složene strukture koje mogu podvrgnuti nevjerojatnim promjenama, od kojih se mnoge pojavljuju u prirodi. Proučavanje atoma Na taj način poboljšavamo vlastite tehnologije, uklonimo energiju iz nuklearnih reakcija i bolje razumijemo prirodni svijet oko nas. Imamo i priliku da se zaštitimo od zračenja i proučavanja kako se tvari mijenjaju u ekstremnim uvjetima.
"S obzirom na to koliko je mala atmosfera jednostavno nevjerojatna, što više fizike možemo izvući iz njega", Harkness-Brennan nije ništa. Sve što vidimo oko sebe sastoji se od tih najmanjih čestica. Dobro je znati da su tamo, jer je zahvaljujući njima sve oko njega postalo moguće.
Prema BBC-u.
Teorija J. Daltona
Prvi doista znanstveni potkrijepljenje atomističke teorije, uvjerljivo pokazala racionalnost i jednostavnost hipoteze da se svaki kemijski element sastoji od najmanjih čestica, što je došlo do rada engleskog učitelja matematike J. Daltona (1766-1844), Članak o ovom problemu pojavio se 1803. godine. Dalton atomski postulati imali su prednost u odnosu na apstraktne argumente starih grčkih atoma, da njegovi zakoni dopuštaju objasniti i povezati rezultate stvarnih eksperimenata, kao i predvidjeti rezultate novih eksperimenata. On je pretpostavljao da: 1) Svi atomi istog elementa su identični u svim aspektima, posebno, njihove mase; 2) Atomi različitih elemenata imaju nejednaka svojstva, posebno, njihovu masu; 3) na spoj, za razliku od elementa, uključuje određene cijeli broj atoma svake od komponenti njegovih elemenata; 4) U kemijskim reakcijama može doći do preraspodjele atoma, ali se ne uništi ni atom i ponovno ne stvara. (Zapravo, kako se ispostavilo početkom 20. stoljeća, ovi postulati nisu sasvim strogo provedeni, jer atomi istog elementa mogu imati različite mase, na primjer, vodik ima tri takve vrste, nazvane izotope; osim toga Atomi mogu proći radioaktivne transformacije, pa čak i potpuno kolapse, ali ne u kemijskim reakcijama koje se smatraju Daltonom.) Atomska teorija Daltona na temelju ova četiri slova dala je najlakše objašnjenje zakona trajnih i višestrukih odnosa. Međutim, nije dala nikakve ideje o strukturi samog atoma.
Brownkov pokret
Škotski štreber Robert Brown 1827. godine proveo je pelud biljaka. On je, posebno, bio zainteresiran kako pelud sudjeluje u procesu oplodnje. Nekako je pogledao mikroskop izoliran iz stanica peluda ponderiranog u vodi izduženih citoplazmatskih žitarica. Neočekivano, smeđa vidjela je da su najmanja čvrsta žitarica, koja se teško može vidjeti u kapi vode, kontinuirano drhtaju i preselili se s mjesta na mjesto. Otkrio je da su ti pokreti, prema njemu, "nisu povezani s tekućinama u tekućini, niti s njegovim postupnim isparavanjem, već su sami svojstveni česticama." Fenomen je promatrao u smeđoj kretanju pod nazivom "Brownov pokret". Objašnjenje smeđeg pokreta pomicanjem nevidljivih molekula dobilo je samo u posljednjoj četvrtini XIX stoljeća, ali nisu odmah poduzeli svi znanstvenici. Godine 1863. nastavnik deskriptivne geometrije Ludwig Christian Wiener (1826-1896) sugerirao je da je fenomen povezan s oscilacijskim pokretima nevidljivih čestica.
Otvaranje elektrona
Real postojanje molekula konačno je potvrđeno 1906. godine po eksperimentima o proučavanju uzoraka smeđe kretanja francuske fizike Jean Pereren.
U razdoblju kada je Perren proveo studije katode i X-zrake, još nije bilo ni jednoga mišljenja o prirodi katodnih zraka koje emitira negativna elektroda (katoda) u vakuumskoj cijevi s električnim pražnjenje. Neki znanstvenici su vjerovali da su ove zrake vrsta svjetlosti zračenja, međutim, 1895. godine, studije Perenne su pokazale da su to protok negativno nabijenih čestica. Atomska teorija tvrdila je da se elementi sastoje od diskretnih čestica koje se nazivaju atomi, a da se kemijski spojevi sastoje od molekula, čestica veće veličine koje sadrže dva ili više atoma. Do kraja XIX stoljeća. Atomska teorija stekla je široko priznanje među znanstvenicima, osobito među kemičarima. Međutim, neki fizičari su vjerovali da atomi i molekule nisu više izmišljeni objekti koji se uvodi iz razmatranja praktičnosti i korisni su u numeričkoj obradi rezultata kemijskih reakcija.
Joseph John Thomson, mijenjajući eksperiment pera, potvrdio je svoje zaključke, a 1897. odredio je najvažnije karakteristike tih čestica, mjerenje omjera njihove naknade za masu kako bi se odstražila električna i magnetska polja. Pokazalo se da je masa oko 2 tisuća puta manja od mase atom vodika, najlakše među svim atomima. Uskoro se širio uvjerenje da su se te negativne čestice nazivaju elektroni bile sastavni dio atoma.
Proces znanja razvija na takav način da briljantne nagađanje i velike teorije, izgled koji smo dužni kreativni geniusi, nakon nekog vremena oni jedva da postaju trivijalne činjenice koje se većina ljudi uzima na vjeri. Mnogi od nas mogu samostalno, na temelju opažanja i razmišljanja, pogoditi da je zemlja okrugla ili da se zemlja okreće oko sunca, a ne suprotno, i konačno, postoje li atomi i molekule? Od visine moderne znanosti, glavne pozicije atomske molekularne teorije izgledaju s kapitalnim istinama. Dopustite nam, međutim, odvratiti od dugo poznate znanstvene rezultate, stavite se na mjesto znanstvenika prošlosti i pokušati odgovoriti na dva glavna pitanja. Prvo, koja je tvar? Drugo, zašto su tvari različite i zašto se neke tvari mogu pretvoriti u druge? Da biste riješili ta složena pitanja, znanost je već provela više od 2000 godina. Kao rezultat toga, pojavila se atomska molekularna teorija, čije se glavne odredbe mogu formulirati kako slijedi.
- 1. Sve tvari se sastoje od molekula. Molekula je najmanja čestica tvari sa svojim kemijskim svojstvima.
- 2. Molekule se sastoje od atoma. Atom je najmanja čestica elementa kemijskih spojeva. Različiti elementi odgovaraju različitim atomima.
- 3. Molekule i atomi su u kontinuiranom pokretu.
- 4. U slučaju kemijskih reakcija, molekule samih tvari se pretvaraju u molekule drugih tvari. Atomi tijekom kemijskih reakcija ne mijenjaju se.
Kako su znanstvenici pogodili postojanje atoma?
Atomi su izumljeni u Grčkoj u v c. PRIJE KRISTA e. Filozof Levkipp (500-440 prije Krista) pitao se hoće li svaki komad materije biti, bez obzira na malu, bila je, podijeljena u još manje čestice. Levkipp je vjerovao da je kao rezultat ove podjele, moguće je dobiti takvu malu česticu da će daljnja podjela postati nemoguća.
Učenik Levkipp filozofa Demofris (460-370 prije Krista) nazvao je ove male čestice "atomi" (atom - nedjeljivi). Vjerovao je da su atomi svakog elementa određenih dimenzija i oblika te da se objašnjavaju razlike u svojstvima tvari. Tvari koje vidimo i osjećamo se formiraju kada su atomi povezani između atoma različitih elemenata, i, mijenjajući prirodu ovog spoja, jedna supstanca može se pretvoriti u drugu.
Demokrat je stvorio atomsku teoriju gotovo u suvremenom obliku. Međutim, ta teorija bila je samo plod filozofskih refleksija koji nisu povezani s prirodnim fenomenima i procesima. Nije potvrđeno eksperimentalno, jer su stari Grci uopće nisu proveli eksperimente, oni su postavili razmišljanja iznad opažanja.
Prvi eksperiment koji potvrđuje atomsku prirodu tvari provedena je tek nakon 2000 godina. Godine 1662., irski kemičar Robert Boyle (1627-1691) pri komprimiranju zraka u cijevi U-u obliku pod pritiskom stupca žive utvrđeno je da je volumen zraka u cijevi obrnuto proporcionalan tlaku:
Francuski fizičar Edm Mariott (1620-1684) potvrdio je taj omjer 14 godina nakon kotla i primijetio da se izvodi samo na konstantnoj temperaturi.
Rezultati dobiveni kotlom i mariottom mogu se objasniti samo ako prepoznaju da se zrak sastoji od atoma između kojih postoji prazan prostor. Kompresija zraka je posljedica približavanja atoma i smanjenja volumena praznog prostora.
Ako se plinovi sastoje od atoma, može se pretpostaviti da se krute tvari i tekućine sastoje od atoma. Na primjer, voda s grijanjem kuha i pretvara se u par, koji se, kao zrak, može komprimirati. Dakle, vodena para se sastoji od atoma. Ali ako se vodena pare sastoji od atoma, zašto se tekuća voda i led ne mogu sastojati od atoma? A ako je to istina za vodu, može biti istina za druge tvari.
Tako su eksperimenti Boylea i Mariotte potvrdili postojanje najmanjih čestica tvari. Ostaje da sazna što su te čestice.
Tijekom sljedećih 150 godina, napori kemičara bili su usmjereni uglavnom na utvrđivanje sastava različitih tvari. Tvari koje se razgradile manje složenih tvari nazvane su spojeve (složene tvari), kao što su voda, ugljični dioksid, skala željeza. Tvari koje se ne mogu razgraditi nazivaju se elementi (jednostavne tvari), kao što je vodik, kisik, bakar, zlato.
Godine 1789. veliki francuski kemičar Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) objavio je poznatu knjigu "Tečaj elementarnog kemije" (Foote Elementiaire de Chimie), u kojem je sistematizirano znanje akumulirano u vrijeme kemije. Posebno je vodio popis svih poznatih elemenata, koji su sadržavali 33 tvari. Dva imena na ovom popisu bile su temeljno pogrešne (svjetlo i toplinski), a osam su naknadno sofisticirane tvari (vapno, silicija i druge).
Razvoj tehnika kvantitativnih mjerenja i metoda kemijske analize omogućio je određivanje omjera elemenata u kemijskim spojevima. Francuski kemičar Joseph Louis Prost (1754-1826) Nakon temeljitog pokusa s određenim eksperimentima s brojnim tvarima zakon postojanosti sastava.
Svi spojevi, bez obzira na metodu primitka, sadrže ele-. policajci u strogo definiranih razmjera težine.
Na primjer, plin sumpor dobiven spaljivanjem sumpora, djelovanjem kiselina do sulfita ili na bilo koji drugi način, uvijek sadrži 1 težinski dio (masena frakcija) sumpora i 1 težine kisika.
Pondan protivnik, francuski kemičar Claude Louis Bertoll (1748-1822), naprotiv, tvrdio je da pripravak spojeva ovisi o metodi njihove primitke. Vjerovao je da ako je u reakciji dvaju elemenata, jedan od njih je uzeo u višak, težina ovog elementa također bi bila više u spoju. Proust je, međutim, dokazao da je Bertoll postao pogrešan rezultati zbog netočne analize i korištenja nedovoljno čistih tvari.
Iznenađujuće, pogrešna ideja Bertollsa trenutno se temelji na velikom znanstvenom smjeru u kemiji - znanost o kemijskim materijalima. Glavna zadaća materijalnih znanstvenika je dobivanje materijala s određenim svojstvima, a glavna metoda je korištenje ovisnosti o sastavu, strukturi i svojstvima materijala iz metode dobivanja.
Zakon postojanosti sastava, otvoren Proustom, imao je temeljno značenje. Vodio je na pomisao na postojanje molekula i potvrdio nedjeljivost atoma. Zapravo, zašto u sumporskom plinu S0 2 mase (mase) omjer sumpora i kisika uvijek je 1: 1, a ne 1,1: 0,9 ili 0,95: 1,05? Može se pretpostaviti da je u formiranju čestice plina sumpora (naknadno, ta čestica nazvana molekula) atom sumpora povezuje s određenim brojem atoma kisika, s masom atoma sumpora jednaka masi atoma kisika.
Što se događa ako dva elementa mogu međusobno tvoriti nekoliko kemijskih veza? Veliki engleski kemičar John Dalton (1766-1844) odgovorio je na ovo pitanje, koji je formuliran iz eksperimenta zakon o više odnosa (Čin Daltona).
I ako dva elementa oblikuju nekoliko veza, zatim. U ovim spojevima, masa jednog elementa po jedinici mase drugog elementa pripada kao mali brojevi.
Prema tome, u tri okside željeza po jedinici težine (masa) kisika, postoji 3,5, 2,625 i 2.333 izvaženih dijelova (masovne frakcije) željeza, odnosno. Odnosi ovih brojeva su sljedeći: 3.5: 2.625 \u003d 4: 3; 3.5: 2.333 \u003d 3: 2.
Iz zakona višestrukih odnosa slijedi da su atomi elemenata povezani s molekulama, a molekule sadrže mali broj atoma. Mjerenje sadržaja masenih elemenata omogućuje, s jedne strane, kako bi se odredile molekularne formule spojeva i na drugoj - kako bi pronašli relativne mase atoma.
Na primjer, u formiranju vode, jedan dio vodika se kombinira s 8 dijelova kisika. Ako pretpostavimo da se molekula vode sastoji od jednog atoma vodika i jednog atoma kisika, ispada da je atom kisika 8 puta teži od vodikovog atoma.
Razmotrite obrnuto zadatak. Znamo da je željezni atom 3,5 puta teži od atoma kisika. Iz odnosa
slijedi da u ovom spoju, dva atoma kisika čine tri atoma kisika, tj. Spoj formula - Fe 2 0 3.
Dakle, Dalton je sastavio prvi u povijesti tablice atomskih težina elemenata. Nažalost, ispostavilo se da je netočan na mnogo načina, jer pri određivanju atomskih težina, Dalton je često nastavio iz pogrešnih molekularnih formula. Vjerovao je da su atomi elemenata gotovo uvijek (s rijetkim iznimkama) povezani su u parovima. Formula vode na Daltonu - ali. Osim toga, bio je uvjeren da molekule svih jednostavnih tvari sadrže jedan atom.
Ispravne formule vode i mnoge druge tvari određene su u proučavanju kemijskih reakcija u plinskoj fazi. Francuska hermora Joseph Louis Gay-Loursak (1778-1850) otkrili su da se dobije jedan volumen vodika reagira s jednim volumenom klora i dva volumena klorida; S elektrolitičkim razgradnjom vode, stvaraju se jedan volumen kisika i dva volumena vodika, itd. Ovo empirijsko pravilo objavljeno je 1808. godine i nazvan je zakon o volumetrijskim odnosima.
Ja i volumen reagiranja plinova pripadaju jedni drugima i volumenima plina. Proizvodi modne reakcije kao mali brojevi.
Značenje zakon o volumenim odnosima ispalo nakon velikog otvaranja talijanskog kemičara Amede Amedeadro (1776-1856), koji je formulirao hipotezu (pretpostavka), koja je kasnije nazvana kasnije zakon avogadro.
| U jednakim količinama bilo kojeg plina na konstantnoj temperaturi i tlaku? Sadrži isti broj molekula.
To znači da se svi plinovi ponašaju u smislu jednako i da obujam plina pod danim uvjetima ne ovisi o prirodi (sastavu) plina, već se određuje samo broj čestica u tom iznosu. Mjerni volumen, možemo odrediti broj čestica (atoma i molekula) u plinskoj fazi. Velika zasluga Avogadro je da je u mogućnosti uspostaviti jednostavnu vezu između promatrane makroskopske vrijednosti (volumena) i mikroskopskih svojstava plinovitih tvari (broj čestica).
Analizirajući volumetrijske omjere pronađene gay Lussakom i koristeći njegovu hipotezu (koja se naknadno nazvala zakon o avčari), Znanstvenik je pokazao da plinovite molekule jednostavnih tvari (kisik, dušik, vodik, klor). Doista, s reakcijom vodika s klorom, volumen se ne mijenja, stoga se broj čestica također ne mijenja. Ako pretpostavimo da je alkoholni i klor Monatomin, kao rezultat reakcije pričvršćenja, početni volumen treba smanjiti dva puta. No, nakon reakcije, volumen se ne mijenja, to znači da vodikovne molekule i klor sadrže dva atoma i reakcija slijedi jednadžbu
Slično tome, mogu se uspostaviti molekularne formule složenih tvari - voda, amonijak, ugljični dioksid i druge tvari.
Nešto čudno, ali suvremenici nisu cijenili i nisu prepoznali zaključke koje je napravio Avogadro. Vodeći kemičari u vrijeme J. Dalton i Jans Jacob Berzelius (1779.-1848 , Pod pritiskom takvih vlasti, Avogadrova hipoteza je odbijena i postupno zaboravljena.
Samo u gotovo 50 godina, 1858. godine talijanski kemičar Stanislao Canniczaro (1826.-1910.) Slučajno je otkrio rad Avogadra i shvatio da nam to omogućuje da jasno razlikovamo koncept "atoma" i "molekule" za plinovite tvari. Bio je to Cannicaro koji je predložio definicije atoma i molekula, koje su predstavljene na početku ovog stavka, i napravili potpunu jasnoću u konceptu "atomske težine" i "molekularne težine". Godine 1860., prvi međunarodni kemijski kongres održan je u Karlsruheu (Njemačka), na kojoj su, nakon dugih rasprava, glavne odredbe atomske molekularne teorije primili univerzalno priznanje.
Sažetimo. U razvoju atomskih molekularnih učenja mogu se razlikovati tri temeljne faze.
- 1. Rođenje atomskog učenja, izgled ideje (hipoteza) o postojanju atoma (Levkipp i Demofris).
- 2. Prva eksperimentalna potvrda atomske teorije u eksperimentima s komprimiranim zrakom (Boyle-mariotta prava).
- 3. Otvaranje važnog uzorka koji su u molekuli atomi različitih elemenata prisutni u određenim omjerima težine (zakon više odnosa između Daltona) i uspostavu formula plinovitih jednostavnih tvari (Avogadro hipoteza).
Zanimljivo, kada je predloženo da je postojanje atoma izraženo, teorija je bila ispred eksperimenta (izumljeni su prvi atomi, a nakon 2000. godine je dokazano). U slučaju molekula, eksperiment je bio ispred teorije: Ideja o postojanju molekula je imenovana za objašnjenje eksperimentalnog prava višestrukih odnosa. U tom smislu, povijest atomske molekularne teorije karakterističan je primjer, koji odražava različite putove znanstvenih otkrića.
Albert Einstein
Često se zasluga Alberta Einsteina, razmatra samo stvaranje teorije relativnosti. Sa stajališta povijesti znanosti, takva procjena je netočna i nepravedna u odnosu na njegova prekrasna postignuća u drugim područjima fizike. "Otac teorije relativnosti" bio je znanstvenik s isključivo multilateralnim interesima.
U gorućim godinama, u vrijeme najtužnije kreativne aktivnosti Einsteina, prvi rezultati njegova istraživanja bili su gotovo u isto vrijeme, koji su imali veliku važnost za daljnji razvoj fizike. Posebno plodonosno se ispostavilo 1905. godine, kada je Einstein imao 26 godina. Njegovo istraživanje o molekularnoj fizici kronološki je bio prvi.
Einsteinov rad na toplinskom pokretu posvećen je uglavnom problemu statističkog opisa kretanja atoma i molekula i odnosa između kretanja i topline. U tim djelima, Einstein je došao do zaključaka koji su znatno širili rezultate dobivene genijalnim austrijskim fizičarom Ludwig Boltzmann i American Willard Gibbs. Glavna zasluga Einsteina nije bila toliko u prevladavanju matematičkih poteškoća kao u dubljoj formulaciji fizičkih pitanja. Vodio ga je idejom Boltzmanne da se koncept vjerojatnosti treba temeljiti na matematičkoj interpretaciji nastave na toplini (Boltzmann princip).
Sva ta pitanja su sami razvili Einstein, tako da smo zajedno s Maxom rođenim da kažem da je "Einstein odrekao svih bitnih značajki statističke mehanike." Mladi istraživač započeo je svoj rad na molekularnoj fizici s solidnom namjerom da potvrdi pouzdane rezultate s atomističkom teorijom, u ispravnosti čiji je uvjeren, iako se onda činila kontroverzna.
U središtu pozornosti Einsteina u svom istraživačkom radu na teoriji topline bio je pčelica molekularna pokreta. Godine 1827. Engleski botaničar Robert Brown ispričava cvjetni pelud pod mikroskopom; U isto vrijeme, otkrio je da čestica suspendirana u kapljici tekućine kontinuirano stvaraju slučajne, cik-cak pokrete. Takvo kretanje čestica kasnije se zove po imenu svog znanstvenika "Brownskog pokreta", to se događa intenzivno od manje težine čestica i toplije tekućine u kojoj se nalaze.
Tijekom nekoliko desetljeća znanstvenici su bezuspješno pokušali pronaći objašnjenje za taj tajanstveni fenomen. 1880-ih - u dva desetljeća do Einsteina - jedan francuski fizičar predložio je da je smeđi pokret rezultat neurednog udaraca koji doživljavaju suspendirane čestice nevidljivim pod mikroskopom molekula tekućine. Međutim, ovo genijalno objašnjenje nije imalo matematičko opravdanje ili eksperimentalnu potvrdu.
U članku "o kretanju čestice suspendiranoj u tekućini za odmor, koji teče iz molekularne kinetičke teorije," einstein, koristeći statističke metode, pokazali su da postoji kvantitativna veza između brzine kretanja suspendiranih čestica, njihova Veličina i koeficijent viskoznosti korištenog tekućine, koji se mogu eksperimentalno provjeriti.
Einstein, koji još nije bio upoznat s prethodnim djelima na Brownovom pokretu, vjerovao je da je kretanje čestica vidljivih pod mikroskopom manifestacija mikroskopski nevidljive tekućine molekula. Einstein je dao popunjeni matematički oblik statističkom objašnjenju ovog fenomena, koji je već formuliran od strane poljskog fizičara Marian von Smillukhovskog. Pravo Einsteina u Brownskom pokretu u potpunosti je potvrdio 1908. godine po eksperimentima francuskog fizičara Jean Pereren, koji je primio Nobelovu nagradu za ta djela 1926. godine.
Rad Einsteina u molekularnoj fizici dokazao je ispravnost ideje da je toplina oblik energije poremećenog kretanja molekula. U isto vrijeme, ojačali su atomističku hipotezu, prema kojoj je stvar - u fizičkom razumijevanju, sastoji se od molekula i atoma.
Metoda koja je predložena einsteinom, metodom određivanja dimenzija molekula i njegove formule za smeđeg pokreta omogućuju vam da odredite broj molekula. Prije nego što su to fizičari bili prisiljeni upravljati približnim metodama koje je 1865. godine predložio austrijski fizičar konja; Sada, zahvaljujući Einsteinovim istraživanjima, mogli bi djelovati s točnim matematičkim metodama.
Uz čisto znanstvenu vrijednost Einsteinova istraživanja o toplinskom pokretu, došlo je do velikog teoretskog i informativnog značenja. Pokazali su da negativni ili skeptični odnos nekih prirodnih resursa na atomističkoj teoriji nije opravdan. Einsteinov dokaz o ispravnosti atomističkih stavova bio je tako uvjerljiv da je kemičar Wilhelm Ostvald, koji je, zajedno s Ernst, bio tvrdoglav protivnik učenja atoma, sada, prema vlastitim riječima, "suočio se s nuklearnom vjerom."
Odlučujući doprinos da je Einstein doprinijela pobjedi atomske moći treba smatrati jednim od najvećih znanstvenih zasluga. U to je dostojan nasljednik velikih materijalista antike: Demokrata, Epikura i Luktea.
Friedrich Gernek, 1984
Učitavam...