Эта статья, которую противники Николая Левашова создали для того, чтобы дискредитировать его как ученого, показывает, насколько неглубокий подход был предпринят к самому  источнику.Судите сами:

Это – вторая заметка из задуманной серии относительно ляпов Левашова. Тем, кто не читал первую статью, настоятельно рекомендую прочитать её начальную часть: Введение...

Размеры атомов

В своей книге «Последнее обращение к человечеству» Левашов пишет (Глава 2, стр. 43)^[1] -

Цитата:

Для начала, рассмотрим структуру микрокосмоса. Размеры атомов лежат в диапазоне от 10^-10 до 10^-8 метра, а размеры ядра — в пределах нескольких единиц Ферми [от (1...10)10^-15 метра]. Если говорить об объёме атома, то мы имеем величину порядка 10^-30 ...10^-24 кубических метров, а объём ядра — 10^-48 ...10^-45 кубических метров.

Давайте же разберёмся, что в этой цитате соответствует действительности, а что нет.

Прежде всего, выясним, что подразумевается под размером атома. Как известно, атом состоит из ядра и электронной оболочки. Поэтому размер атома определяет размер его электронной оболочки. Для того, чтобы понять, как устроена электронная оболочка, необходимо хотя бы немного представлять законы, по которым «живут» частицы микромира, в том числе электроны.

Законы, по которым "живут" частицы микромира (электроны, нуклоны, атомы, молекулы) сильно отличаются от законов макромира (нашего мира – мира физических тел). Многое в поведении этих частиц наш мозг, эволюционировавший в макромире, просто не в состоянии себе представить. Поэтому с некоторыми особенностями таких частиц, особенностями, которые нам кажутся неожиданными и странными, нам придется просто смириться.

Из основного свойства заряженных тел и частиц следует, что неподвижными электроны в атоме быть не могут. Ведь в этом случае они, притянувшись к ядру, просто упали бы на него, и атом перестал бы существовать. Следовательно, электроны в атоме движутся. Но уже Резерфорду было ясно, что просто вращаться вокруг ядра электроны не могут. В то время уже были известны законы электродинамики, в соответствии с которыми вращающийся вокруг ядра электрон обязан постепенно терять свою энергию, что должно приводить, в конце концов, к его падению на ядро. Эта исключительно сложная проблема хоть и не всегда последовательно, но была решена в первой трети ХХ века в результате работ многих выдающихся физиков: Нильса Бора, Альберта Эйнштейна, Эрвина Шрёдингера, Вернера Гейзенберга, Макса Борна и многих других ученых. С основными выводами из этих работ мы с вами и познакомимся.

Из частиц микромира нас интересует прежде всего электрон. Поэтому мы кратко познакомимся с тремя основными особенностями поведения электронов в атоме.

Первая особенность. Энергия свободного электрона, так же как и энергия тела, может изменяться непрерывно, но энергия связанного электрона,в частности электрона в атоме, может принимать только вполне определенные значения.

Вторая особенность. Электрон в одних случаях проявляет свойства частицы вещества, а в других – волновые свойства. Такая двойственность поведения электрона и других микрочастиц (дуализм) – одно из общих свойств материи (и вещества, и поля). Оно называется "корпускулярно-волновой дуализм" или "дуализм волна-частица ".

Третья особенность. Чем с большей точностью определяют положение электрона в пространстве, тем с меньшей точностью можно определить его скорость. И наоборот, чем с большей точностью определяют скорость электрона (абсолютную величину и направление), тем с меньшей точностью можно определить его положение в пространстве. Это утверждение, а оно справедливо и для других микрочастиц, называется "принцип неопределенностей". Этот принцип был сформулирован немецким физиком Вернером Гейзенбергом в 1927 году. Принцип неопределенностей "лишает" летящий электрон траектории. Действительно, если мы в какой-то момент точно знаем положение электрона, то мы принципиально ничего не знаем о его скорости и в следующий момент времени можем обнаружить электрон в любой другой точке атома, правда, с разной вероятностью.

Из-за особенностей поведения электрона, с которыми мы познакомились, нам, жителям макромира, представить себе характер такого движения невозможно. Это связано с тем, что в макромире, в соответствии с представлениями современной физики, для него просто нет никаких аналогий. Однако положение не безнадежно – мы можем воспользоваться моделью поведения электрона в атоме, в которой используется представление об электронном облаке (ЭО).

Рис. 1 электронное облако, как набор моментальных «фотографий» электрона:

а – вид со стороны; б – вид в сечении.

Чтобы понять, что это такое, допустим, что мы можем очень много раз "сфотографировать" электрон в атоме (например, в атоме водорода), то есть точно зафиксировать его положение в каждый момент времени. Принцип неопределенностей нам это не запрещает. Наложив друг на друга эти "фотографии", мы получим картину, показанную на рисунке 1 а. Если же мы будем фиксировать только положение электрона на плоскости, в которой лежит ядро, то изображение получится несколько иным (см. рис. 1 б). Оба эти рисунка дают нам представление об электронном облаке: рисунок а – вид этого облака со стороны, а рисунок б – сечение облака плоскостью, проходящей через ядро. Рисунок а отражает внешний вид облака, а рисунок б дает представление о его внутреннем строении.

В разных местах электронного облака вероятность обнаружить электрон может быть разная. Различная плотность точек в разных частях рисунка 1 соответствует разной вероятности нахождения электрона в этих частях электронного облака. Вероятность обнаружить электрон в какой-либо части облака характеризуется физической величиной, называемой электронная плотность.

Чем больше электронная плотность, тем выше вероятность нахождения электрона в этой части облака (и тем гуще расположены точки на рис. 1).

Электронная плотность резко уменьшается с увеличением расстояния от ядра, но теоретически равна нулю только на бесконечном от него расстоянии. Отсюда следует , что электронное облако не имеет четких границ. В сторону ядра электронная плотность уменьшается еще более резко и вблизи него практически равна нулю.

Более подробно о строении электронных оболочек атомов можно посмотреть здесь: Строение электронных оболочек атомов.

Как уже было сказано выше, электронное облако не имеет чётких границ. Поэтому атому приписывают некоторый радиус, полагая, что в сфере этого радиуса заключена подавляющая часть электронной плотности (90-98%). Более подробно об атомных радиусах можно посмотреть здесь: Атомные радиусы.

Строение атома, т.е. его атомный номер (количество протонов в ядре и, соответственно, электронов в электронном облаке) однозначно определяет химические свойства элемента и его расположение в периодической таблице элементов Менделеева:

Радиусы атомов, в зависимости от расположения элемента в таблице, меняются следующим образом: убывают слева направо и увеличиваются сверху вниз. Т.е. элемент с самым маленьким атомным радиусом будет расположен в правой верхней клетке – гелий, а элемент с самым большим атомным радиусом будет расположен в самой нижней левой клетке – франций. У Гелия атомный радиус составляет 0,12 нм (1 нм – нанометр равен 10^-9 метра) УФранция атомный радиус равен 0,29 нм. А теперь сведём все научные данные о размере атомов, и данные, которые приводит Левашов, в таблицу, причём все размеры приведём к одним единицам – нанометрам:

Т.е. если для самого маленького атома Левашов практически не ошибся, то для самого большого он промахнулся более чем в тридцать раз!

Теперь, используя известную формулу для объёма сферы:

где:

V – объём;

π – число 3,14159…;

R – радиус;

Вычислим объёмы атомов гелия и франция, и также сведём их в таблицу:

Опять Левашов ошибся! Причём если для гелия он ошибся всего в 7 раз, то для франция – в 10000 раз!

Размеры атомных ядер

Теперь давайте так же разберёмся с атомными ядрами. Будем считать ядра сферическими, хотя это справедливо лишь для стабильных ядер. Форма ядер атомов с большим атомным номером отличается от сферической, хотя и не очень значительно – для урана это порядка 25…30%.  Экспериментально установлено, что размер ядра зависит от числа нуклонов (протонов и нейтронов) следующим образом:

где:

R – радиус ядра, фм (1 фм – фемтометр равен 10^-15 метра);

N – число нуклонов в ядре – сумма протонов и нейтронов;

Более подробно об этом можно посмотреть здесь: Размер и форма атомного ядра.

Посчитаем по формуле (2) размеры ядер водорода и урана. Водород здесь взят как атом, имеющий в ядре всего один нуклон, а уран – как типичный представитель атомов с тяжёлым ядром – 238 нуклонов. Данные также сведём в таблицу:

Как видим, с размерами ядер Левашов практически не ошибся.

Теперь по формуле (1) посчитаем объём ядер водорода и урана, и также сведём в таблицу:

А вот здесь Левашов опять ошибся! Для водорода почти в 10000 раз, а для урана более чем в 2000 раз.

Итог таков: из восьми приведённых в этой маленькой цитате из «труда» Левашова чисел, только три более-менее соответствуют действительности. В остальных же Левашов ошибся от 7 раз до 10000 раз!

Вот таков наш «академик», великий физик, блин!

[1] Нумерация страниц даётся по изданию книги 2009 года с иллюстрациями.

Автор "разоблачения": Новичёк

17.03.2010 19:23