Электронвольты и ангстремы

Измерять длину в метрах, а массу в килограммах – крайне неудобно, когда мы занимаемся атомной физикой. В атомной физике и энергию принято измерять в особых единицах – в «электронвольтах». Сокращенно: «эВ». Один электронвольт – это энергия, которую приобретает электрон, проходя разность электрических потенциалов, равную 1 вольту. А можно сказать и так: один электронвольт равен энергии, которая необходима для переноса одного электрона в электрическом поле между точками с разницей потенциалов в один вольт. Я не думаю, что сейчас необходимо углубляться в определение того – что такое разница электрических потенциалов. Достаточно понять очень простую вещь: мы знаем, что натирание шерстью эбонитовой палочки приводит к появлению такой странной штуки, которую мы называем «электрическое поле». Сейчас конечно мы уже не трём палочки (хотя сами эти движения я делаю нередко), а получаем электрическое поле более эффективными способами. Если электрон, имеющий заряд, который мы по определению будем считать равным «-1», поместить в электрическое поле, то на него начнет действовать электрическая сила и он начнет двигаться, и на его перемещение тратится, само собой, энергия. И некоторую маленькую порцию этой энергии мы и назвали «электронвольтом». Когда мы дойдем до теории электричества и магнетизма, мы, конечно, подробно рассмотрим понятие «разность потенциалов».

Помнишь формулу, связывающую энергию и массу? Помнишь: E=mc², поэтому тебя не сильно удивит, что в микромире удобно измерять в электронвольтах не только энергию частицы, но и саму ее массу! Это сделать просто: сначала мы находим массу атома углерода-12 – измеряем ее в привычных нам величинах – в килограммах или граммах, делим ее на 12 и получаем, что 1 а.е.м. равна 1,66054×10^-24 грамма. Подставляем это значение в формулу, связывающую массу и энергию, то есть умножаем эту массу на скорость света в квадрате, и получаем результат: одна атомная единица массы равна 931,5 МэВ. Таким образом мы сумели выразить массу через энергию. (Буква «М» в аббревиатуре «МэВ» означает «мега», т.е. «миллион». Соответственно «КэВ» - это «килоэлектронвольт», т.е. 1000 эВ, а «ГэВ» - это «гигаэлектронвольт», т.е. миллиард эВ).

Итак: 1 а.е.м. = 931,5 МэВ

Ангстрем (обозначается символом «Å») (в русском языке произносится «а́нгстрэм») – это единица измерения длины, равная 10⁻¹⁰ метра, то есть одной десятой от одной миллиардной метра.

Вспомним, что:

«Миллиметр» («мм») – это одна тысячная доля метра.

«Микрометр» («мкм») – одна миллионная метра. Микрометр еще часто называют словом «микрон». Чтобы примерно представить себе – что такое «микрон», можно сказать, что диаметр эритроцита составляет 7 мкм, а толщина человеческого волоса – около 80 мкм.

«Нанометр» («нм») – одна миллиардная доля метра.

Так что: 1Å = 0,1 нм.

Ангстрем прижился в языке физиков, так как 10⁻¹⁰ метра – это как раз тот размер, который часто встречается в атомных вычислениях. Например, диаметр атома водорода можно теперь записать не как 0,000000000158 метра, а просто как 1.6 Å.

Вопрос между делом: а как такое может быть, что протоны в ядре атома спокойно уживаются вместе, а не разлетаются со свистом? Ведь они все заряжены одинаково, и значит – должны отталкиваться друг от друга? Аналогично – если электроны крутятся вокруг протонов, то почему они не падают на протоны с тем же самым свистом, ведь они должны притягиваться друг к другу со страшной силой?

Ответы будут позже.

Поиск по сайту: