Ядрена физика и структурата на Слънцето
Повечето хора, които не са свързани с науката, смятат, че ядрената физика е нещо много сложно, недостъпно за нормален човек. Това не е така, приятели мои, вижте сами! Ето един учебник, в който същността на най-важните раздели от тази област на знанието е представена на най-достъпния език и буквално на няколко страници. Любопитният читател ще намери много полезна информация тук. Надявам се урокът да ви бъде интересен и да ви помогне да покажете знанията си в компания на приятели в трудни моменти.!
Всички предмети около нас, както и живите същества, се състоят от малки частици, обикновено молекули. Молекулите от своя страна са изградени от атоми. Молекулата може да съдържа много атоми, пример за това е обикновеният алкохол. Молекулата може да се състои и от малък брой атоми, понякога дори от един атом! Хората в такива случаи обикновено казват, че обектът просто се състои от атоми. Медната тел например е изградена от молекули, всяка от които съдържа един атом. Може да се каже, че медната тел е просто съставена от медни атоми!
Атомите от своя страна също са направени от частици. В средата на всеки атом има ядро, състоящо се от два вида частици - протони и неутрони. Има ядра, в които изобщо няма неутрони (пример за това е ядрото на водороден атом), но това рядко се случва у нас. Протоните и неутроните имат много малка маса, приблизително равна на масата на водородния атом. Всеки протон е зареден положително и има заряд +1. Но неутронът не е малко зареден, тоест зарядът му е просто нула! Ако погледнете сглобеното ядро, то то като цяло ще бъде положително заредено и зарядът му ще бъде равен на броя на протоните, съдържащи се в ядрото. За да балансирате положителния заряд на ядрото, е необходимо да го заобиколите в атома с отрицателно заредени частици, наречени електрони. Зарядът на един електрон е -1, тоест за неутрализиране на положителния заряд е необходимо да се подредят толкова електрони, колкото протони има в атомното ядро. Масата на всеки електрон е хиляди пъти по-малка от масата на протон (или неутрон), така че всеки атом тежи приблизително колкото ядрото му. Протонът, неутронът, електронът, както и всякакви други трудно разделяеми частици, често се наричат елементарни частици от истински специалисти в ядрената наука.
Ако атомът не бъде докоснат, тогава той ще живее живота си в така нареченото "основно" състояние, в което електроните са разположени около ядрото на строго определени места в съответствие със законите, които са им известни. Ако атомът е повлиян от правилното нагряване на обект или поставянето му в силно електромагнитно поле, тогава някои от електроните просто не могат да останат на местата си и от излишък на енергия започват да се движат на по-голямо разстояние от ядрото. Това състояние на атома се нарича "възбудено". Случва се обаче след известно време някои от електроните да се върнат в законните си позиции, докато същата излишна енергия се изхвърля навън, причинявайки ярко сияние. По този начин възниква сиянието на електрическа крушка, когато под действието на електрически ток множество атоми на волфрам заедно преминават в възбудено състояние, а след това обратно. Ако ефектът върху атома се засили още повече, тогава някои от електроните могат напълно да отлетят, докато атомът като цяло ще придобие положителен заряд. Това състояние на атома се нарича "йонизиран", а самият атом се нарича "йон". Устройството на картинната тръба на вашия телевизор се основава на феномена на бягството на електрони. Отрицателно заредените електрони излитат от нагрятата нишка, която веднага се втурва към положително заредения телевизионен екран, карайки я да свети. Ако се опитате усилено, можете да накарате абсолютно всички електрони да излетят от атома! Атом в такова състояние вече не се нарича по никакъв начин, защото сега той не е атом, а обикновено ядро. При много изключително горещи условия, например, вътре в Слънцето, материята се състои точно от такива ядра!
Ядрата в различни атоми могат да бъдат стабилни и нестабилни. В първия случай с атомите не се случва нищо интересно. Във втория случай, напротив, ядрото се разпада. Явлението, когато ядрата се разпадат сами по себе си, се нарича радиоактивност. Разпадането на ядрата обикновено е придружено от редица частици, излитащи навън. Най-често излитат положително заредени алфа частици (това са хелиеви ядра, състоящи се от два протона и два неутрона) и отрицателно заредени бета частици (това са просто електрони). Радиоактивното разпадане често е придружено от гама-лъчение, нещо като радиовълни. По време на разпадането на някои атоми има случаи, когато други частици, да речем, неутрони се изхвърлят. В някои случаи най-малката от известните частици (все още е неизвестно дали тази частица има поне някаква маса!) - неутрино. Определено ще говорим за неутрино, докато изучаваме структурата на Слънцето. Има и атоми, чието разпадане е придружено не от гама лъчение, а от някои други, например рентгенови лъчи. Не мисля, че трябва да обяснявам какво представляват рентгеновите лъчи.