Радио?.. Это очень просто! [Евгений Давыдович Айсберг] (fb2) читать постранично, страница - 3

мелких частиц.

Н. — Которые в свою очередь, наверное, тоже делятся на более маленькие частицы?

Л. — Возможно, что это будут изучать наши дети. Пока же считают, что атом состоит из электронов и ядра, состоящего в свою очередь из протонов и нейтронов. Электроны — это элементарные отрицательные заряды электричества, протоны— элементарные положительные заряды электричества, а нейтроны — частицы, не имеющие электрического заряда.

Н. — Так что же, они собраны в одну общую кучу?

Л. — Нет, это не так. Во-первых, они все находятся в движении, во-вторых, между ними существуют силы взаимодействия. Между одноименными зарядами (электронами и электронами, протонами и протонами) действуют силы отталкивания, а между электронами и протонами как разноименными частицами — силы притяжения. Так как электроны движутся (как планеты вокруг Солнца) вокруг ядра (рис. 2), то в атоме силы отталкивания и притяжения уравновешиваются.

Рис. 2. Схема строения атома (крестиками обозначены протоны, кружочками — электроны).

а — нейтральный атом; б — отрицательный атом; в — положительный атом.

Н. — Это настоящая солнечная система в миниатюре!

Л. — Совершенно верно. Заметь теперь, что если в атоме имеется столько же электронов, сколько и протонов, то он нейтрален. Если электронов больше, чем протонов, то отрицательный заряд превосходит положительный заряд и атом становится отрицательным. Наконец….

Н. — …если меньше электронов, чем протонов, то атом будет положительным.

Л. — Отлично! Я вижу, что ты понял.

ЗДРАВЫЙ СМЫСЛ НА СТОРОНЕ РАВНОВЕСИЯ

Н. — Однако я хотел бы узнать, каким образом атом может оказаться положительным или отрицательным.

Л. — Электроны, которые находятся далеко от ядра, испытывают слабое притяжение и, попадая в сферу притяжения соседнего атома, у которого не хватает электронов, покидают свой собственный атом, чтобы дополнить, или уравновесить, соседний атом.

Н. — Это как японцы…

Л. — Я не вижу, при чем тут сыны Империи Восходящего Солнца…

Н. — Как же! Япония перенаселена, и японцы эмигрируют в страны, где плотность населения меньше.

Л. — Если тебе так нравится… Во всяком случае запомни, что электроны перемещаются от атомов, где они более многочисленны (или отрицательно заряженных атомов), к атомам, где электроны менее многочисленны (или положительно заряженным атомам).

Если каким-либо путем на одном конце металлической проволоки удастся сосредоточить отрицательно заряженные атомы (имеющие избыток электронов), а на другом — положительно заряженные (имеющие недостаток электронов), то электроны начнут перемещаться от одного атома к другому через все промежуточные атомы проволоки до момента установления равновесия (рис. 3). В каком направлении пойдут электроны?

Рис. 3. Электрический ток — результат движения электронов, стремящихся восстановить электрическое равновесие в распределении зарядов.

Н. — Очевидно, от отрицательного конца к положительному.

Л. — Правильно. Такое упорядоченное движение электронов и называют электрическим током.

Н. — Поразительно. Вот теперь понятно, почему ток идет от отрицательного к положительному…, а наш учитель нам говорил…

Л. — Он говорил об условном направлении тока. В то время, когда надо было установить направление тока, произвольно выбрали направление от положительного полюса к отрицательному, потому что еще не было электронной теории. Запомни хорошо, что электроны движутся от отрицательного полюса к положительному.

6 000 000 000 000 000 000 электронов

Н. — Ты только что говорил о металлической проволоке. Я знаю, что электрический ток проходит только через металлы. Но почему это?

Л. — Ток проходит также через растворы кислот или щелочей и через уголь. Все эти вещества называются проводниками. Их атомы содержат много электронов, которые слабо связаны с ядром. Однако существуют другие тела, в которых электроны настолько сильно связаны с ядром, что они не могут покинуть атом. В этих телах, называемых изоляторами или диэлектриками, не может образоваться электрический ток.

Лучшими изоляторами, применяемыми в радио, являются кварц, эбонит, янтарь, бакелит, стекло, различные керамики, парафин. Между изоляторами и проводниками находятся полупроводники, например германий или кремний, из которых изготавливают транзисторы. Но о них мы лучше пока не будем говорить, чтобы не спуталось все в твоей голове.

Н. — А какой самый лучший диэлектрик?

Л. — Сухой