“Размышления о причине теплоты и холода” (1744) – это его труд, в котором он пришел к предположению, что теплота обусловлена вращательными движениями частиц вещества. При попытках построения кинетической теории газов была использована эта гипотеза в ХIХ в.
Формулировку философского принципа сохранения материи и движения Ломоносов положил в основу молекулярно - кинетической теории: “ Все перемены, в натуре встречающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому... сей всеобщий естественный закон простирается в сами правила движения: ибо тело, движущее своей силою другое, столько же оныя у себя теряет, сколько сообщает другому, которое у него движение получает ”.
В 1827 году английский ботаник Броун открыл броуновское движение - беспорядочное движение малых частиц, взвешенных в жидкости или газе. Его закономерности служат наглядным подтверждением основных положений молекулярно-кинетической теории. Взвешенные частицы, видимые только под микроскопом, движутся независимо друг от друга и описывают сложные зигзагообразные траектории. Броуновское движение не ослабевает со временем и не зависит от химических свойств среды. Движение растет с увеличением температуры среды и со снижением ее вязкости и размеров частиц.
На основе молекулярно-кинетической теории, согласно которому молекулы жидкости или газа находятся в постоянном тепловом движении, причем импульсы различных молекул неодинаковы по величине и направлению в 1905-1906 годах Эйнштейном было дано последовательное объяснение броуновского движения. Удары, испытываемые частицей, не будут компенсироваться, если поверхность частицы, помещенной в такую среду, мала. Таким образом, в результате “бомбардировки” молекулами броуновская частица приходит в беспорядочное движение. Она меняет направление своей скорости своей скорости примерно 10 14 раз в секунду, а также свою величину.
Английский химик и физик Фарадей (1791-1867) открыл законы электролиза - веский довод, служащий в пользу дискретности вещества и электричества.
В результате экспериментов первые результаты, из которых можно было сделать вывод о сложной структуре атомов и о наличии внутри атомов электрических зарядов были получены Фарадеем в 1833 году.
Утверждение Фарадея заключается в том , что “ материя присутствует везде и нет промежуточного пространства, не занятого ею ”.
В 1860 году русский химик Менделеев и еще 6 русских химиков участвовали в Международном конгрессе химиков в Карлсруэ. На котором были строго разграничены понятия: атом, молекула, не различавшиеся до этого, что создавало массу беспорядков.
Менделеев, читая курс неорганической химии в Петербургском университете не нашел ни одного учебного пособия, которое мог бы использовать в качестве основы преподавания, начал писать свой классический труд “Основы химии”. По его словам “ ...тут много самостоятельного... , а главное - периодичность элементов ”.
В 1869 году он составил таблицу “Опыт системы элементов, основанный на их атомном весе и химическом сходстве”. Менделеев исправил атомные веса некоторых известных элементов, предсказал существование и свойства еще неизвестных элементов и все это на основе периодического закона.
“ Периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает ”, - именно так видел его будущее Менделеев.
4. И дея планетарной модели атома.
Правильные представления о строении атома были сделаны не сразу. Первый результативный эксперимент, который свидетельствовал о сложности атомов и о существовании у них внутренней структуры электрической природы, был выполнен Фарадеем. По результатам опытов по электролизу различных солей и иных соединений появилось утверждение о том, что электрические заряды содержатся в атомах всех элементов. Но все-таки оставалось выяснить, в чем же заключается электричество, и представляет ли оно непрерывную субстанцию или в природе существуют неделимые “атомы электричества”.
Можно было предположить, что в природе имеется “атом количества электричества”, одинаковый в атомах всех элементов, учитывая, что при электролизе одинаковое количество атомов любого одновалентного элемента всегда переносит одно и то же количество электричества. Этот заряд назвали элементарным, а в 1891 году ирландский физик Дж. Стоней предложил название электрон.
Доказательство реальности существования электронов, получились в результате экспериментов, выполненных в 1899 году английским физиком Дж. Томсоном. Модель его атома выглядела как положительно заряженная жидкость, в которой плавали отрицательные электроны. В течение 12 лет эта модель считалась достаточно правдоподобной, пока в 1911 году из опытов Резерфорда, не получилась планетарная модель атома. Нильс Бор сформулировал основные положения теории атома. Это произошло на рубеже ХХ века и послужило величайшим переворотом в физике.
В это время перед лицом новых фактов великие принципы классической физики обнаружили свою несостоятельность. Физики открыли новую неизведанную область - микромир.
Это нанесло крушительный удар по привычным представлениям, тем более что в конце ХIХ века даже выдающиеся физики были убеждены в том, что основные законы природы раскрыты, и осталось только с помощью них объяснить различные явления и процессы. Потому как фундаментальные подтверждения здесь находили и основные принципы классической механики Ньютона, электродинамики Максвелла и др. разделы физики.
Никто не догадался, что, например, с уменьшением массы тел или увеличением их скорости законы Ньютона, казавшиеся само собой разумеющимися, могут стать нереализуемыми.
Но оказалось, что атомы со временем разрушаются. Странные свойства обнаружил электрон, масса которого росла со скоростью. Масса, основная характеристика тела, считавшаяся со времен Ньютона неизменной, оказалась зависящей от скорости. Хотя массу рассматривали в качестве меры количества вещества, содержащегося в теле.
Но все это лишь послужило поводом для развития новых теорий ХХ века - теории относительности и квантовой механики. Классическая физика оказалась частным, или, точнее, предельным случаем теории относительности при скоростях, гораздо меньших по значению скорости света.
Список литературы
Кемп П., Арме К. Введение в биологию. М., Мир, 1986.
Большая Советская Энциклопедия в 30 томах. Под ред. ПрохороваА.М., 3 издание, М., Советская энциклопедия, 1970.
Мякишев Г.Я. Элементарные частицы. М., Просвещение, 1977.
Комаров В.Н. Атеизм и научная картина мира. М., Просвещение, 1979.
Физический энциклопедический словарь. М., Советская энциклопедия, 1970.
Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Шефер Н.И. Факультативный курс физики. М., Просвещение, 1979.
Спасский Б.И. Физика для философов. М., Московский университет, 1989.
Крейчи Мир глазами современной физики. М., Мир, 1974.
Кемпфер Путь в современную физику. М., Мир, 1972.