Путешествия и открытия        08 февраля 2015        75         0

Что такое атомы и молекулы

Как же это, не было, не было и вдруг появилась наука и сразу и все узнала? Так, что ли?..

Нет, не сразу, а медленно, постепенно. Самые умные ученые в разных странах всю жизнь делали опыты, чтобы узнать: как устроены атомы, да как они между собой держатся, какие у них «привычки»? А узнать это очень трудно. Еще бы: в атом не залезешь с отверткой и молотком, не разберешь его, как будильник, на винтики и колесики, не разглядишь даже через толстое увеличительное стекло. Атом — это мельчайшая невидимка!

Откуда же ученые узнали, например, про то, что атомы движутся, — разве это кто-нибудь видел?

Что такое молекулы? Так ученые стали называть атомы разных сортов, которые соединились между собой и образовали какое-нибудь вещество. Например, в молекуле газа метана, того самого, который горит у нас на кухне в газовой плите, соединились пять атомов: один атом углерода и четыре атома водорода. В молекуле воды три атома: один кислорода и два водорода. А бывают и большие молекулы, состоящие из тысячи атомов. Но даже очень большая молекула так мала, что ее под обыкновенным оптическим микроскопом нельзя увидеть, а можно — только под специальным, электронным. Накопится много миллионов молекул воды — получится, думаете, целое море? Нет, всего одна капля.

Молекулы точно так же, как и атомы, вечно в движении, снуют во все стороны. Вот молекулы воды и наталкивались с разбегу на легкие пылинки, плававшие в капле. Одна молекула не в состоянии сдвинуть пылинку — слишком молекула мала. Но когда множество молекул с разных сторон «атакуют» частичку глины, под их общим натиском она тоже начинает беспорядочно двигаться. Самих атомов и молекул не разглядеть, а пылинки, глиняные частички, побольше. Их и в обыкновенный микроскоп хорошо видно. И значит, ученые все же видели под микроскопом движение настоящих молекул, точнее, следы их движения.

Разве это мало — увидеть чей-нибудь след? Опытный охотник в лесу все расскажет вам по следам: какой тут зверь побывал, с кем встречался, шел, бежал или прыгал, и много чего другого. А ученые-физики по следам атомов и молекул тоже узнали немало интересного.

Целыми днями просиживали они над своими микроскопами — фотографировали, зарисовывали, как движутся броуновские частички. Измеряли с помощью точных часов их скорость.

А потом что-то писали, высчитывали на листочках бумаги.

Если бы посторонний человек поглядел на них в это время, он, наверно, ничего бы не понял. Он, быть может, сказал бы, что ученые занимаются чепухой. Но сами ученые хорошо понимали, что делают. И они ухитрились прочесть по следам не только о том, «кто здесь был», — они даже высчитали точно, сколько молекул «толкается» в каждой капле воды.

Получилось число, которое даже страшно назвать: не сто, и не тысяча, и не миллион, а еще больше — 1500 000 000 000 000 000 000, вот сколько! Полтора секстильона! Если бы все эти молекулы выстроить в очередь друг за другом, то ниточка-очередь дотянулась бы от Земли до самого Солнца, обратно и еще кусок «нитки» остался…

«А не можем ли мы узнать еще что-нибудь про молекулы и атомы? — задумались ученые. — Вот бы эти частички взвесить!..»

«Как же их взвесишь?! — не поверит кто-нибудь посторонний, непонимающий. — Для таких маленьких весов не найти…»

«Как взвесить? Очень просто,— сказали ученые. — И весы нужны самые обыкновенные, только точные, как в аптеке. Ведь мы будем взвешивать не одну-единственную молекулу, а сразу много: каплю воды, или две капли, или десять капель вместе. Взвесим, а потом разделим…»

Накапали десять капель, взвесили: один грамм. Значит, одна капля весит в десять раз меньше грамма. А одна молекула?.. Мы же знаем теперь сколько в капле молекул. Значит, одна молекула воды весит в 1 500 000 000 000 000 000 000 раз меньше капли.

Не обязательно разглядывать в микроскоп только воду, можно любую другую жидкость. Ученые и это проделали.

Ну разве мало они разведали по следам атомов и молекул?.. Во-первых, ученые увидели, как движутся эти невидимые частички. В воде, в жидкостях, где им тесно, они с трудом расталкивают друг друга, протискиваясь между своими соседями. Зато в газах, например в воздухе, молекулам живется гораздо свободнее, и они совершают от одного столкновения до другого настоящие перелеты. Во-вторых, ученые высчитали, сколько молекул находится в капле. Потом еще узнали, сколько весит молекула.

Но они не только это узнали…

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *