Виктор Вайскопф - Наука и удивительное [Как человек понимает природу]

h — очень малое число. Если измерять энергию в электроновольтах, а частоту — числом колебаний в секунду, то h = 4·10 -15. Колебания с частотой 10 15в секунду соответствуют энергии 4 эв .

Каждый, кто знакомится с этим фантастическим открытием, согласится со знаменитым итальянским физиком Энрико Ферми, который в своих лекциях восклицал по этому поводу: «Нет необходимости согласоваться так хорошо!»

Согласно формуле Планка, эта энергия равна разности частот, умноженной на постоянную Планка.

Частота света есть число колебаний электрического поля в секунду. Большие длины волн отвечают низким частотам, короткие волны — высоким частотам. Частота обычных радиоволн — порядка 10 8в 1 сек , частота видимого света — порядка 10 16в 1 сек .

Невозможность измерения некоторых величин, относящихся к атомным частицам, служит основой знаменитого принципа неопределенности Гейзенберга. Согласно этому принципу, невозможно вполне точно определить одновременно и положение и скорость электрона. Конечно, если бы это было возможно, то электрон следовало бы считать частицей, а не волной. Принцип Гейзенберга утверждает, что невозможно с достаточной степенью точности произвести опыт, позволяющий решить, обладает ли электрон волновой или корпускулярной природой. Этот принцип выражает отрицательное утверждение, что некоторые измерения невозможны. Однако здесь следует ясно понять весьма важное положение, а именно то, что невозможность некоторых измерений есть нечто большее, чем просто техническое ограничение, которое когда-нибудь удастся преодолеть, воспользовавшись более хитроумными средствами и способами измерения. Если бы такие измерения можно было выполнить, то не пришлось бы говорить о существовании волновых и корпускулярных свойств, так как измерения исключили бы одну из этих возможностей, как ошибочную. Результаты множества измерений и наблюдений показывают, что наши объекты обладают как волновыми, так и корпускулярными свойствами. Поэтому ограничения Гейзенберга должны иметь более глубокий смысл: они с необходимостью вытекают из двойственной природы атомных объектов. Если бы эти ограничения оказались несправедливыми, то все наше истолкование огромной области атомных явлений превратилось бы только в длинную цепь ошибок и в основе всего поразительного успеха квантовой теории лежали бы случайные совпадения.

В научной литературе приняты термины «гомеополярная» и «донорно-акцепторная» связь. ( Прим. перев .).

До сих пор мы слыхали только об отрицательных электронах. Все электроны в атомах несут отрицательный заряд. Однако положительные электроны тоже существуют, и они имеют интереснейшее свойство: встречая где-либо отрицательный электрон, положительный аннигилирует с ним, а их общая масса превращается в энергию света (электромагнитного поля). Их исчезновение сопровождается взрывом. Положительный электрон — это так называемая «античастица» отрицательного.

Другая частица с нулевой массой — световой квант. С нейтрино он больше ничего общего не имеет. Возможность существования частиц с нулевой массой была предсказана теорией относительности. Электрон уносит не всю энергию распада, часть ее достается нейтрино. ( Прим. перев .).

Точнее, уран, из которого непрерывно образуется в земной коре радий. ( Прим. перев .).

Термин «радиоактивность» включает в себя еще одно явление, которое не имеет ничего общего с только что описанным. Некоторые тяжелые ядра, например ядра урана и тория, не вполне устойчивы и после весьма долгого времени распадаются, испуская альфа-частицу большой энергии. Эта частица тождественна ядру гелия. Резерфорд применил в своих опытах пучки таких частиц. До изобретения ускорителей это был единственный способ получения частиц большой энергии.

Детальное изучение показало, что два дейтрона не дают непосредственно ядра гелия, как описано в тексте. Они сначала сталкиваются с другим протоном, давая изотоп гелия Не 8, а затем два ядра этого изотопа соединяются в ядро обычного гелия Не 4и освобождают два дополнительных протона.

В водородной бомбе реагируют не два дейтрона, а дейтрон с ядром сверхтяжелого ядра водорода Н 3. Оно в свою очередь получается в результате попадания нейтрона, освобождаемого делением урана, в ядро легкого изотопа лития по схеме Li 6+ n → Н 3+ Не 4. Реакция Н 3(трития) с дейтроном дает гелий и нейтрон с энергией 14 Мэв , который в свою очередь попадает в уран и вызывает в нем новое деление; нейтроны последнего опять реагируют с литием и т. д. ( Прим. перев .).