Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
MountEverest?Nietylko!Siłaodpychaniabyłabydostateczniewielka,
abyunieśćciężarrównynciężarowi”całejZiemi!
Nietrudnozrozumieć,żeprzytakniezmierniewielkichsiłachitak
doskonalezrównoważonychmateria,usiłującutrzymaćswojedodatnie
iujemneładunkiwrównowadze,przejawiadużąsztywnośćiwytrzy-
małość.NajwyższybudynekwNowymJorkuEmpireStateBuilding,
naprzykład,wahasięnawietrzetylkooniecałe2
,
5cm,gdyżsiły
elektryczneutrzymująkażdyjegoprotonielektronmniejwięcejna
ichwłaściwychmiejscach.Jeślijednakspojrzymynamaterięwdosta-
teczniemałejskali,abywidziećtylkokilkaatomów,tożadenmały
okruchniebędziemiałnaogółrównejliczbyładunkówdodatnich
iujemnychiwystępowaćbędądużesiłyelektryczne.Nawetgdykaż-
dyzsąsiednichatomówbędziezawieraćtakąsamąliczbęładunków
oznakachprzeciwnych,mogąwystąpićdużewypadkowesiłyelek-
tryczne,gdyżsiłymiędzyposzczególnymiładunkamizmieniająsię
odwrotnieproporcjonalniedokwadratuodległości.Siławypadkowa
możewystąpićwtedy,gdyładunekujemnyjednegookruchależybliżej
ładunkudodatniegoniżujemnegodrugiegookrucha.Wtedysiłyprzy-
ciąganiamogąbyćwiększeniżsiłyodpychaniaimimorównościliczby
ładunkówprzeciwnychznakówwkażdymzelementówwystąpiwypad-
kowasiłaprzyciągania.Siły,któreutrzymująatomywcałości,isiły
chemiczne,któreutrzymującząsteczkiwcałości,wistociesiłami
elektrycznymi,działającymiwobszarachgdzierównowagaładunku
niejestdoskonałalubgdzieodległościbardzomałe.
Wiecie,oczywiście,żeatomyutworzonezjąderzawierających
dodatnieprotonyizeznajdującychsiępozajądremelektronów.Mo-
glibyściezapytać:nDlaczegojeślisiłaelektrycznajesttakogromna,
elektronyniezetknąsięzprotonami?Jeślichcązbliżaćsiędosiebie,
dlaczegoniezbliżająsięjeszczebardziej?”Odpowiedzinatomusimy
szukaćwefektachkwantowych.Jeśliusiłujemyścieśnićelektronywob-
szarzebliskimprotonów,tozgodniezzasadąnieoznaczonościśredni
pędelektronówmusibyćtymwiększy,imbardziejograniczonyjest
obszar,wktórymprzebywają.Tenwłaśnieruch,któregowymagają
prawamechanikikwantowej,przeszkadzaprzyciąganiuelektrycznemu
wdalszymzbliżaniuładunków.
Nasuwasięinnepytanie:nCoutrzymujejądrowcałości?”Wją-
drzeznajdujesięwieleprotonów,przyczymwszystkiedodatnie.
Dlaczegowięcnieodepchnąsiędalekoodsiebie?Okazujesię,że
wjądrzepozasiłamielektrycznymiistniejąsiłynieelektryczne,na-
zwanesiłamijądrowymi,którewiększeodsiłelektrycznychiktóre
mogąutrzymaćprotonyrazem,mimoodpychaniaelektrycznego.Siły
jądrowemająjednakkrótkizasięgmalejąoneszybciejniż1
{r2
,ato
prowadzidobardzoważnejkonsekwencji.Gdyjądromawsobiezadu-
żoprotonów,stajesięzbytwielkieiprzestajebyćtrwałe.Przykładem
jesttuuran,któryma92protony.Siłyjądrowedziałajągłówniemię-
dzykażdymprotonem(lubneutronem)ijegonajbliższymisąsiadami,
2
1Elektromagnetyzm