Електрони, протони і фотони ...для чайників)

Початок

На прохання трудящих)

Знов-таки пригадуєм школу. Всі атоми складаються з з двох частин - важкого, позитивного ядра і легких, від"ємно заряджених електронів що крутяться навколо. Ядро в свою чергу ділиться на позитивні протони і нейтральні нейтрони (протони і нейтрони теж діляться на частинки - так звані кварки, але це вже надто тонкі матерії в які я заглиблюватись зараз не буду). Співвідношення маси протона до маси електрона дорівнює 1863 (або 6П), нейтрон трохи важчий.

Електрони в атомі крутяться по різним орбітам. Чим ближче електрон до ядра тим сильніші сили взаємодії і тим важче його відірвати, але електрони на зовнішніх орбітах легко відриваються і тому називаються валентними. Саме валентні електрони забезпечують протікання хімічних реакцій та створюють електричний струм.

Для того щоб розірвати будь-які зв"язки потрібна енергія, а коли ці зв"язки відновлюються енергія навпаки виділяється. Якщо відірвати електрон від ядра, а потім повернути його на місце - виділиться квант світла, фотон, енергія якого буде залежити від рівня на який повернувся електрон. Якщо відірвати з ядра протон то при його поверненні виділиться величезна енергія, так званий гамма-фотон, або те що ми звикли називати радіацією. Якщо електрон не відірвався, а переходить по рівнях всередині атому - найймовірніше буде виділятися теплове випромінювання (хоча деколи, при високоенергетичних переходах може виділятись і червоне світло). Фотон це безмасова частинка, його маса в стані спокою дорівнює нулю, а існує він доти, доки рухається зі швидкістю світла. Традиційно фотони пов"язують саме зі світлом, проте насправді вони характерні для будь-якого типу електро-магнітного випромінювання - від радіохвиль до радіації, відрізнятиметься тільки їх енергія.

Мене тут питали як фізично пояснити чому швидкість світла обмежена. Якщо на пальцях то існує так званий "принцип причинності" - подія А може вплинути на подію Б тільки якщо подія А відбулась раніше. Або якщо перейти до фононів то фонон не може віддати енергію раніше аніж він був утворений, бо швидкість світла це по суті максимальна швидкість передачі енергії. Всі досліди які ніби-то говорять про перевищення швидкості світла наразі пов"язані тільки з тим що античастинкою фонона є такий же фонон і їх неможливо розрізнити один від одного...

 P.S. Якщо є теми які особливо цікавлять, то кажіть, буду пояснювати )