Bombalama gezegeninin fiziksel modelinden, kıvrımlı ve dönüşlü yüz tokatları hakkında bir hikaye anlatın
Herkese merhaba ~ Bugün 1 Mayıs tatilinden döndükten sonraki ilk iş günü ve Fizik Enstitüsü Bilim Radyosu söz verildiği gibi burada ~ 1 Mayıs İşçi Bayramı, birçok yoğun günü kurtaran Qingming Festivali'nden sonraki üç günlük yeni bir tatil. Çöküşün eşiğindeki ofis çalışanlarının çoğu bu üç gün içinde dışarı çıkıp oyun oynamayı seçti, ancak daha fazla insan çeşitli pozlarda su havuzuna dönüştü ve Ge Youtan bir sonraki tatili bekleyerek evde yeniden şarj oldu. Seçiminiz ne olursa olsun, boş zamanınızda pratik olarak anlamsız bazı günlük dokunuşlar yapmak için cep telefonunuzu çıkarmak isteyeceksiniz.Bu zamanda mini oyunlar, haberi almayan ruhunuzu kurtaracak, bu yüzden her zaman çıkarmaya çalışıyoruz. Telefon için doğru sebebi buldunuz. Son zamanlarda WeChat, evde yaşayan veya dışarıda dolaşıp şımartan çok sayıda boşta genci çeken "Dang Yi Bo" adlı küçük bir oyun başlattı.
Sesi dinlemek için lütfen yukarıdaki ses düğmesine tıklayın ~
Düşük puan, öldürülme öfkesini ve WeChat'in kötü niyetli arkadaş sıralama mekanizmasını ortadan kaldırmadı, bu yüzden oynamayı hiç bırakamadık.Gençliğimi mahveden baharatlı bir tavuk oyunu. Başlangıçta, mekanik, optik, termodinamik ve istatistiksel fizik perspektiflerinden bir "bomba ve bomba" stratejisi yayınlamayı planladık ve herkese yüksek puanlar almak ve arkadaş listesine hükmetmek için hangi stratejinin benimsenmesi gerektiğini anlattık. Ancak WeChat ekibi çok çalışkan olduğundan ve her gün bir versiyon güncellediğinden, yazdığımız strateji hızla başarısız oldu. Bu nedenle, aşağıdaki makalelerin tümü, kelime sayısını telafi etmek için sıcak noktalar kullanan makalelerdir.Tam oyuncular bunu okumak istemezler.Oyuncuları araştırmaya devam edin.
"Bomba" oynamak aslında fiziksel bir çarpışma modeli oynamaktır. Herkes küçük bir topun belirli bir başlangıç hızındaki ilk atışı dışında yerçekiminin olmadığını keşfetmiş olabilir. Çarpışmadan sonra yerçekiminden etkilenecektir, bu nedenle ilk vuruştan sonra , Eğik fırlatma hareketi sürecidir. (Daha yavaş davranan insanlar bombalanan gezegenin yerçekimini hesaplayabilir ve onun yerçekimi bilinen bir gezegenin yerçekimine yakındır ve ardından bombardıman gezegeninin gerçekçi prototipini bulabilirsiniz).
Bunun gibi fiziksel bir model aslında ilk başta fizikçiler için sadece bir oyuncaktı.Deneysel koşullar sınırlı olduğunda ama aslında bir ihtiyaç olduğunda, fizikçiler zihinlerini mevcut teorilere dayalı bir fiziksel model hayal etmeye ve inşa etmeye açacaklar. , Bu modeli birçok numara oynamak için kullanın. Modelin işe yaramaz olduğunu düşünmeyin. Aslında, bu kadar gelişmiş bilim ve teknolojiyle bugün bile, "karadelik teorisi" ve bildiğiniz "büyük patlama teorisi" gibi fiziksel bir modeli tanıtmak için "cariyelerin yapamayacağı" birçok problem var. "Hepsi fiziksel modellere dayanıyor. Tarihteki en eğlenceli ve en uzun ömürlü fizik modelini seçmek için bunun "atom" olması gerekir.
Eski Yunanlılar muhtemelen onunla oynamadılar, bu yüzden oynamak için küçük bir top buldular ve topa isim verdiler. "Atom" adı bölünmez anlamına geliyor. Bu küçük topun dünyanın kökeni olduğuna, dünyadaki en küçük şey olduğuna ve diğer her şeyin bu kadar küçük bir toptan oluştuğuna inanıyorlar.
Ancak bu şeyi kimsenin görmemiş olması üzücü. Bu her zaman soyut bir kavram olmuştur. Modern zamanlara kadar kimyagerler tarafından pratik bir önem verilmemiştir: atom Kimyasal reaksiyonlara bölünemeyen temel parçacıkları ifade eder. Bildiğiniz gibi, fizik öğretmeni okulun kimya öğretmeniyle uğraşması gereken son şeydir.Aynı felsefeden türetilen fizikçiler, simyacılardan türetilen kimyacılara da bakıyorlar. Atomun bölünmez olduğunu söylediniz, bu yüzden size göstermek istiyorum.
Bir atomu ilk kesen kişiye J.J. Thomson () adı verildi. 1897'de (muhtemelen 1894-1895 Çin-Japon Savaşı'ndan sonraki üçüncü yıl) bir katot ışını deneyi yaparken, 1836 çarpanıyla atomdan daha küçük bir şey keşfetti. Bazen siz kimyagerler atomun en küçük ve bölünemez olduğunu söylediniz. Küçük atomlu şey nedir? Yüzün ağrıyor mu? Kimyagerler şaşkın görünüyordu ...
Deşarj tüpündeki katot ışınının yörüngesi, elektromanyetik alanın etkisi altında dengelenecektir.
Burada kurulumu bitiren Bay Thomson, katot ışınının negatif yüklü olduğu, dolayısıyla buna elektron adı verildiği açıklamasını yaptı. Aslında atomlar küreseldir ve pozitif yüklüdür. Negatif yüklü elektronlar bu küreye birer birer "gömülürler". Böyle bir resim aynı zamanda " Üzümlü Puding "modeli , Elektronlar puding üzerindeki kuru üzüm gibidir. Bu "kuru üzümlü puding modeli" Batı soyundan geliyor. Bu atom modelinin adlandırılması gerektiğini söylemek istiyorum " Şekerli buharda pişirilmiş çörekler "Çin yeme alışkanlıkları ile daha uyumlu.
Üzümlü Puding Modeli
Sonunda, Bay Thomson atomlardaki negatif yüklü elektronları keşfettiği için Nobel Ödülü'nü kazandı. İlginç olan, 30 yıl sonra oğlunun Cambridge'deki deneylerle elektronların uçuculuğunu daha da kanıtlaması ve Nobel Ödülü'nü kazanmasıdır. Lao Tzu, elektron parçacığının Nobel Ödülü'nü kazandığını keşfetti, ancak oğlu elektronun bir dalga olduğunu keşfetti ve Nobel Ödülü'nü kazandı.Hayatı izlemek harika bir senaristtir.
Elbette kimse bin gün boyunca iyi değil ve kimse yüz gün kırmızı harcamıyor. Kimyagerlerin suratına sadece tokat atan Bay Thomson bunu düşünmezdi ve yakında sıra ona geldi. 1910'da öğrencisi Ernest Rutherford ve asistanları iyi bilinen bir deney yaptı. İnce bir altın folyoyu alfa parçacıklarıyla (pozitif yüklü helyum çekirdekleri) bombardımana tuttular ve geçmek istediler saçılma Bunu onaylamak için " Şekerli buharda pişirilmiş çörekler "Boyut ve doğa.
Alfa parçacık bombardımanı deneyi
Köprü fasulyesi çuvalında, bazı bloklarla çarpışmak için bir grup küçük top kullanılır, bizim oynadığımız şey bu değil mi?
Bununla birlikte, son derece inanılmaz bir deneysel sonuç ortaya çıktı: birkaç alfa parçacığı, 90 dereceyi aşacak kadar büyük bir saçılma açısına sahip. Bay Thomson'a göre, buğulanmış çöreklerde hiçbir şey olmamalı. İstifleme ",Dır-dir topuz Şimdi.
Bu durum için, Rutherford bunu çok canlı bir şekilde tanımladı: "Sanki on beş inçlik bir gülle ile bir kağıt parçasını bombardımana tutuyorsunuz, ancak gülle geri sıçrıyor ve bunun yerine kendinize vuruyor."
Rutherford, Aristoteles'in öncüllerinin mükemmel karakterini, "Öğretmenimi seviyorum ama gerçeği daha çok seviyorum" (Not: Bu cümlenin genellikle öğretmenin yüzüne vurmak olduğunu unutmayın) ve değiştirmeye karar verdi. Thomson'ın "kuru üzümlü puding" modeli. Geri dönen alfa parçacıklarının, altın folyo atomundaki bir tür aşırı sert ve yoğun çekirdekle çarpışmaları nedeniyle olması gerektiğini fark etti. Bu çekirdek pozitif yüklü olmalı ve atom kütlesinin çoğunu yoğunlaştırmalıdır. Bununla birlikte, alfa parçacıklarının yalnızca küçük bir kısmının geniş açılarda dağıldığı gerçeğinden yola çıkarak, çekirdeğin kapladığı alan çok küçüktür, atom yarıçapının on binde birinden daha azdır. Öyleyse öyle görünüyor ki atomu tasarlayan tanrı, kara kalpli bir tüccar olmalı ve yapılan çörekler çok küçük.
Bu nedenle Rutherford, yeni modelini ertesi yıl (1911) yayınladı. Tanımladığı atomun görüntüsünde, atomun merkezinde kütlenin çoğunu kaplayan bir "çekirdek" vardır. Ve çekirdeğin etrafında, negatif yüklü elektronlar, belirli bir yörünge boyunca onun etrafında yörüngede dönerler. Bu, bir gezegensel sisteme (güneş sistemi gibi) çok benzer, bu nedenle bu model haklı olarak "şeker lekeli topuz" modeli olarak adlandırılır, ah, buna "gezegen sistemi" modeli denir. Burada çekirdek güneşimiz gibidir ve elektronlar güneşin etrafında dönen gezegenlerdir.
Ancak, görünüşte mükemmel olan bu modelin üstesinden gelemeyeceği ciddi zorluklar var. Herkes aynı cinsiyetin karşı cinsi ittiğini ve birbirini çektiğini bilir. Negatif yüklü elektronlar, pozitif yüklü çekirdek etrafında döner.Bu sistem kararsızdır.Elektronlar çekirdeğin kollarına konulmalıdır.
Yani elektromanyetik teoriye göre ikisi arasına güçlü elektromanyetik radyasyon yayılacak ve bu elektronun enerjisini azar azar kaybetmesine neden olacaktır. Bir fiyat olarak, nihayet çekirdeğe "çarpana" kadar seyahat yarıçapını kademeli olarak azaltmak zorunda kaldı. Hesaplamadan sonra, tüm süreç göz açıp kapayıncaya kadar sürdü. Başka bir deyişle, dünya Rutherford'un tanımladığı gibi olsa bile, atomun kendisinin çökmesiyle bir anda yok olacaktır. Çekirdek ve elektronlar kaçınılmaz olarak radyasyon yayacak ve birbirlerini etkisiz hale getirecek ve ardından Rutherford ve laboratuvarı ve hatta İngiltere, tüm dünya ve tüm evren bir kaosa dönüşecek.
Kahretsin, sadece modellerle oynamak değil mi? Dünya yok edilecek. Şu anda Rutherfordun kıdemi Boll oynadı. Herkesin onu etkilemesini sağlamak için Nobel Ödülü'nü kazanınca onu almaya karar verdim. Anavatan haberi, Danimarka Halk Günlüğü'nden yayınlandı. İyi haber, iyi haber, harika haber, Ünlü futbolcu Ball bugün Nobel Ödülü'nü kazandı ". Doge face
Bohr burada, klasik elektromanyetik mekanik ile açıklanamayan problemleri çözmek için kuantum kavramını Rutherford modeline dahil etmeye çalışıyor. Atomik spektrumu inceleyerek Boll, Rutherford modelindeki zorluğu açıklayan atomun enerji seviyesini keşfetti.
Kısacası, araştırmasının sonuçları, bu elektroniklerin kendi şeritlerine sahip olduğudur.
Hepimizin bildiği gibi, bir atomun kimyasal özellikleri esas olarak en dış katmanındaki elektron sayısına bağlıdır ve bu nedenle düzenli periyodiklik sergiler. Bu nedenle elektronlarından bazıları, enerji kaybetmeden ve çekirdeğin yakınındaki alt yörüngeye düşmeden, çok sayıda elektron içeren ağır bir element için dış elektron yörüngelerini uzun süre işgal edebilir.
Sinirli Pauli 1925'te şöyle yanıt verdi: İki elektronun aynı durumu paylaşamayacağını ve bir yörünge katmanının içerebileceği farklı durumların sayısının sınırlı olduğunu, yani bir yörüngenin belirli bir Kapasite. Elektronlar bir yörüngeyi doldurduğunda, diğer elektronlar artık bu yörüngeye katılamazlar.
(Pauli dışlama ilkesi)
Diğer bir deyişle, elektronik sürücüler trafik kurallarına uymalıdır ve istedikleri zaman şerit değiştiremezler, aksi takdirde trafik polisi "Pauli" sizi yakalayacak ve puan düşecektir.
Bundan yola çıkarak elektronlar sadece kendi yörüngelerinde hareket edecekler.Boll atomu kurtardı ve modeliyle dünyamızı kurtardı.Peppa Pig'in vücudunda dövmeler var ve alkış Koza'ya verildi.
Elbette bu hikayenin bir devamı var ama makaledeki kelime sayısı neredeyse burada, oops ~ İşçi Bayramı'ndan sonraki ilk gün gerçekten zor ~ Küçük kardeş bana bir fincan çay verdi ve biraz daha kurt üzümü koydu ~ Yaz geliyor, pes etmeyin Sağlıklı olun ~ Bir sonraki programda görüşmek üzere ~
Ekstra Hikaye
Yeterince duymadınız mı? O zaman yemekten sonra biraz konuşalım. Rutherfordun modeli doğduğunda "gezegen modeli" veya "güneş sistemi modeli" olarak adlandırıldı. Bu elbette mecazi bir terimdir, ancak atomun son derece küçük sistemi ile güneş sisteminin aşırı büyük sistemi arasında gerçekten birçok benzerlik olduğu inkar edilemez. Her ikisinin de (tüm sisteme göre) ihmal edilebilir bir hacmi kaplayan, ancak kütlenin ve açısal momentumun% 99'undan fazlasını yoğunlaştıran bir çekirdeği vardır. İnsanlar yardım edemez ama düşünürler, atomun kendisi "küçük bir evren" midir? Ya da evrenimiz binlerce "küçük evren" den oluşur ve bunlar da binlerce bireysel evrenle daha büyük bir "evren" oluşturur? Bu, William Blake'in ünlü şiirini hatırlatıyor:
Bir kum tanesi içinde bir dünya görmek için * Bir kum tanesinden dünyayı görmek için
Ve vahşi bir çiçekte bir cennet * Bir çiçekten Tianchen'i bilmek
Sonsuzluğu avucunuzun içinde tutun * sonsuzluğu avucunuzun içinde tutun
Ve bir saat içinde sonsuzluk * bir anda sonsuzluğu koru
"Dünyayı bir kum tanesinden görebilir miyiz"? Atom ve güneş sistemi arasındaki benzetme bize çok fazla aydınlanma veremez, çünkü gezegenler arasındaki gerçek mesafe elektronlardan çok daha uzaktır (tabii ki orantı açısından). Bununla birlikte, son zamanlarda bazı bilim adamları, evrenin farklı ölçeklerde şaşırtıcı derecede tekrarlayan bir yapıya sahip olduğunu öne sürdüler. Örneğin, atom ile Samanyolu arasındaki analoji, atom ve nötron yıldızı arasındaki analoji, yarıçap, periyot ve titreşim gibi çeşitli açılardan çok benzerlikler gösterirler. Bir atomu 10 ^ 17 kat büyütürseniz, özellikleri beyaz cüceninkine benzer olacaktır. 10 ^ 30 kat büyütüldüğünde, bunun Samanyolu'na eşdeğer olduğuna inanılır. Tabii ki eşdeğer, tamamen eşit olduğu anlamına gelmez, demek istediğim, atomik sistem 10 ^ 30 kat büyütülürse, onun çeşitli mekanik ve yapısal sabitleri gözlemlediğimiz Samanyolu'na çok yakındır. Ayrıca atomların yüksek enerji koşullarında güneş sistemine benzer olması gerektiği öne sürüldü. Başka bir deyişle, atom çok yüksek bir uyarılmış durumda olmalıdır (yaklaşık olarak ana kuantum sayısı birkaç yüze ulaşır), o sırada çeşitli yapıları güneş sistemimize oldukça yakındır.
Evrenin her seviyede benzer yapılar sergilediği şeklindeki bu görüş, "Fraktal Evren" modeli olarak adlandırılır. Onun görüşüne göre, bir atom bile tüm evren hakkında bazı bilgiler içerir ve o, evrenin "holografik embriyosudur". Sözde "fraktal", kaotik dinamiklerde ilginç bir konudur ve bize karmaşık yapıların farklı seviyelerde nasıl tekrarlandığını gösterir. Evrenin evriminin belirli bir kaotik dinamik ilkesine de uyup uymadığı hala bilinmemektedir .. Sözde "fraktal evren" sadece bir aile ifadesidir. Burada eğlenceli bir hikaye ve herkes gülüyor.
Referanslar:
1. Joseph John Thomson, 1856 1940: Pozitif elektrik ışınları.
2. Nobel Vakfı. Atom Çekirdeği ve Bohr'un Atomun Erken Modeli
3. Ortaokul Fizik Ders Kitabı Derleme Grubu, 2005: "Genel Lise Müfredatı Standart Deneysel Ders Kitabı-Fizik (Seçmeli 3-5)", Shandong Science and Technology Press, sayfa 45-74
Editör: Lucky Star
En Yeni 10 Popüler Makale
Görüntülemek için başlığa tıklayın
