Я познаю мир: Физика

Ядра атомов - не самые мелкие "детали" природного конструктора.
В 20-30-е годы уже нашего столетия были открыты две частицы. Они оказались очень близкими по массе, но отличались тем, что одна имела положительный заряд, такой же, кстати, как заряд электрона, а другая была нейтральна - вовсе не имела электрического заряда. Первую назвали протоном, вторую - нейтроном.
Сцепленные друг с другом различные комбинации двух этих частиц образуют ядра атомов всего множества известных на сегодня химических элементов.

А что такое полупроводник? Это кристаллики твердых веществ, скажем, кремния, обладающих особыми электрическими свойствами. Например, в отличие от металлов, сопротивление полупроводников с увеличением температуры уменьшается. На их проводимость может влиять облучение светом. А самое интересное, что мы можем менять их способность проводить электрический ток вкраплением примесей разных химических веществ.
Полупроводники, как подсказывает их название, занимают промежуточное место между проводниками и изоляторами. Возможность менять их электрические свойства в широком диапазоне обеспечила им широкое применение в электротехнике, радиоприборах и электронике.

Капните на ладонь воды и подуйте на нее. Ощутили холодок? Ясно, что дело в испарении воды. Превращаясь в пар, она отбирает у нас тепло. Похожие вещи творятся в чайнике с кипящей водой. Ведь если бы мы постоянно ее не подогревали, образующийся пар отнял бы у воды теплоту и охладил бы ее.
Эти примеры показывают, что на испарение требуется энергия. Превращаясь в газ, жидкость либо охлаждается, либо поддерживает свою температуру, отбирая энергию-теплоту у окружающих тел.
Обратный процесс - конденсация - должен тогда, напротив, приводить к выделению теплоты. Так, скажем, нагревается зеркальце, поставленное под струю пара из носика чайника. Осевшие на зеркальце капельки воды приведут к его нагреву. Похожий процесс мы наблюдаем, когда выпадает первый снег. Как правило, в это время происходит потепление.

В 1930 году английским физиком П.Дираком впервые было предсказано существование античастиц. Это - вроде бы по всем свойствам такие же частицы, как и известные нам, только с противоположным зарядом. Например, у электрона должен быть его "собрат" из антимира - позитрон, или положительный электрон. Так вот, при встрече частиц и античастиц должна происходить аннигиляция - их взаимное уничтожение. Это, однако, не значит, что от них не остается совсем ничего. Масса и энергия этих частиц переходят в "чистую" энергию - энергию излучения. Такие процессы также наблюдаются в ускорителях, более того, все чаще используются для исследования микромира.

Изучение ядерных реакций привело к выводу, что энергия из глубин вещества может выделяться не только при делении тяжелых ядер. Есть и другой, как бы встречный, путь. Если соединить друг с другом ядра очень легких атомов, например, водорода, то они, образуя новое, более тяжелое ядро, также высвободят энергию. Эти реакции объединения легких элементов получили название термоядерных, или реакций синтеза.
Чтобы такая реакция пошла, легким положительно заряженным ядрам необходимо подойти на очень близкое расстояние. Только тогда вступают в действие мощные ядерные силы, которые позволят этим ядрам слиться в одно, новое. Но попробуйте сблизить два положительных заряда! Закон электрического взаимодействия подскажет, что чем они ближе, тем сильнее должны отталкиваться. Как же быть?
На Солнце и на звездах природа справилась с этой задачей. Давление и температура внутри них настолько велики, что "голенькие", без электронов, ядра легких элементов часто и с большой силой сталкиваются друг с другом. В таких условиях и создаются возможности для слияния ядер, ведущего к выделению огромной энергии.