Электричество шаг за шагом - [14]

Но вернёмся, однако, от этой чрезвычайно интересной физики к главной нашей теме — к электричеству.

ВК-22.Электрические свойства электрона и протона, их электрические заряды по величине одинаковы. И суммарный заряд электронов (—) в атоме равен суммарному заряду протонов (+). Эти заряды уравновешивают друг друга, и атом в целом электрических свойств не проявляет. Но если убрать электрон из атома, то он превратится в положительный ион — атом с преобладанием положительного заряда. Появление лишнего электрона превратит атом в отрицательный ион, в атом с преобладанием «минуса».

Р-6. ПАСПОРТ ДЛЯ КАЖДОЙ РАЗНОВИДНОСТИ АТОМОВ. Предполагается, что вся наша огромная Вселенная родилась в результате мощнейшего, как его называют, Большого взрыва. Мы ещё посвятим ему несколько картинок с короткими примечаниями — человек должен хоть что-то знать о своей истории. А пока отметим: предполагается, что уже через несколько секунд после взрыва температура первоначального немыслимо горячего вещества заметно снизилась и в нём стали появляться ядра самых простых атомов — атомов водорода (1). Затем стал возможен ещё один процесс — некоторые водородные ядра, объединившись, превращались в ядро атома гелия (2). Хорошо известные нам теперь более сложные и значительно более сложные атомы стали появляться через миллионы лет, когда зажглись звёзды.

Некоторые важные особенности атома можно отобразить в небольшой записи, условно назвав её паспортом. Именно такие паспорта на этом рисунке сделаны для четырёх атомов (1, 2, 3, 4), а на рисунке Р-7 в таблице Менделеева вы увидите их для большинства известных атомов. Название атома — это, по сути, название чистого вещества, которое из этих атомов состоит. Так, например, газ водород состоит из атомов по имени водород. Самая приметная цифра в паспорте указывает число протонов в ядре и число электронов на орбитах, и она же есть порядковый номер элемента в таблице Менделеева.

Физики доказали, что на первой, на самой близкой к ядру орбите, где энергия электронов минимальна, их может быть не более 2, на второй орбите до 8, на третьей — до 18. У некоторых крупных атомов есть орбиты, на которых до 32 электронов, но никогда на внешней орбите не может быть более 8 электронов.

В атомное ядро входят не только протоны, но ещё и нейтроны, когда нужно отметить их количество, атом называют изотопом. Нейтроны практически не влияют на химические свойства атома, но имеют такую же, как у протона, массу и такой же барионный заряд (Р-10). Средняя масса атомов (на этом рисунке под порядковым номером) получается дробной потому, что набор изотопов и их количество в природе в основном определяет сама природа.

Т-21. К электричеству нужно просто привыкнуть, как мы от рождения привыкли к гравитации. Нетрудно самому на кухонном столе проделать несколько опытов, которые в древние времена удивили греков. Не страшно, если у вас нет янтарной палочки, потрите шерстяной тканью пластмассовую расчёску и посмотрите, как она тянет к себе клочки бумаги. Это не гравитация — бумажки не падают, а тянутся вверх. Это не магнетизм — магнит бумагу не притягивает. Это — электричество, одна из важнейших важностей нашего мира.

Электричество и гравитация в чём-то очень похожи, и работают они по очень похожим правилам. Гравитационное притяжение тем сильнее, чем больше взаимодействующие массы: килограммовая гиря тянется к земле и давит на чашку весов сильнее, чем стограммовая. Электрическое притяжение тем сильнее, чем больше электрические заряды, то есть электрические свойства взаимодействующих предметов. Потрёшь расчёску слегка, электрический заряд у неё образуется небольшой, и она слабо тянет мелкие бумажки. А натрёшь расчёску посильнее, электрический заряд у неё окажется побольше, и сила притягивания лёгких предметов тоже увеличится.

Для того чтобы почувствовать реальность таких понятий, как «гравитация», «масса», «сила тяжести», не нужно раскрывать учебник физики, достаточно положить его на ладонь. Мы непосредственно воспринимаем массу, ощущаем её, чувствуем массу своего тела, массу покупки, которую несём из магазина, массу упавшего на ногу камня.

Электрический заряд, конечно, на ощупь не почувствуешь, природа не снабдила нас «чувством электричества». Но и без этого ясно, что электричество есть, что это абсолютная реальность, — другого вывода не сделаешь из опытов с натиранием расчёски. Конечно, масса — понятие привычное, человек привыкал к нему миллионы лет, а с электричеством мы сталкиваемся всего несколько десятилетий. Так что в него, кроме всего прочего, ещё нужно поверить, к нему нужно привыкнуть.

Т-22. Электричество бывает двух видов, двух сортов, и придумали им такие названия: «положительное электричество» и «отрицательное электричество». В результате гравитационного взаимодействия физические тела только притягиваются друг к другу, пока ещё никто не наблюдал антигравитации, то есть не привычного притяжения, а гравитационного расталкивания двух тел. Скорее всего потому, что в природе существует масса только одного сорта, и любые две массы взаимодействуют только так — они взаимно притягиваются.