Rozwiązanie konkursu „Kwantowy Wszechświat”

Rozwiązanie konkursu „Kwantowy Wszechświat”

 

 

 

 

 

 

 

Nasze pytanie brzmiało:

 

Jak wiadomo, większą część objętości atomu stanowi pustka. Jak zatem wytłumaczyć, że podłoga, złożona wszak z atomów, nie zapada się nam pod nogami?

 

Oto nagrodzone odpowiedzi:

Wojciech Szyputa z Sulechowa

Powód tego jest złożony. Po pierwsze, cząstki mikroświata, takie jak elektrony czy protony i neutrony (z tych ostatnich dwu rodzajów cząstek zbudowane są jądra atomów), czy też wreszcie same jądra atomów, mają odmienną naturę niż cząstki makroświata, zachowują się bowiem czasem jak fale a czasem jak cząstki. Ta dwoistość ich natury jest związana z inną ich właściwością, którą wyraża słynna zasada nieoznaczoności Heisenberga. Zasada ta mówi w przybliżeniu, że położenie i prędkość dowolnej cząstki mikroświata (np. elektronu) nie są ściśle określone, lecz są określone w pewnych przedziałach wartości. Przedziały te, zwane nieoznaczonościami, są związane ze sobą, mianowicie im jeden z nich jest większy, tym drugi jest mniejszy. Z drugiej strony przyroda ma pewną bardzo fundamentalną właściwość, mianowicie każdy układ fizyczny, np. pojedynczy atom, jest, albo „stara się” być w stanie o najniższej możliwie energii. I tu dochodzimy do sedna sprawy. Otóż w rzeczywistości stan każdego pojedynczego atomu ma najniższą energię nie wtedy, kiedy elektrony spadłyby na jądra, lecz wtedy, kiedy elektrony są oddalone od jąder o odległość – jak wspomniałem wyżej – około stu tysięcy razy większą niż rozmiary jąder. Tłumaczy to tylko wspomniana wyżej zasada nieoznaczoności Heisenberga. I takie są atomy. Nie da się ich ścisnąć, np. stąpając po podłodze, i przybliżyć elektrony do jąder. Możesz zatem stąpać, biegać, tupać, a podłoga i tak się nie zapadnie pod stopami.

Małgorzata Przybylska z Milanówka

Wyjaśnieniem „nieprzenikalności” podłogi (materii) jest reguła Pauliego (zakaz Pauliego), zwana także zasadą Pauliego lub prawem Pauliego.

Wojciech Kowalski z Bydgoszczy

Podłoga nie zapada się, ściany się nie zawalają, ani bez wyraźnej przyczyny nie zapadamy się pod ziemię, a odpowiedzialne są za to m.in. siły wiążące atomy, utrzymujące atomy w całości, a także niezwykle precyzyjna budowa atomów. Wszystko w atomie ma swoje sprecyzowane przez liczby kwantowe miejsce, jak choćby przez liczbę spinową. Np. rozmieszczenie elektronów w atomie określa reguła zwana zakazem Pauliego, mówiąca, iż dwie cząstki nie mogą charakteryzować się dokładnie takimi samymi liczbami kwantowymi.

 

Wymienieni otrzymują książ­ki Briana Coxa i Jeffa Forshawa „Kwantowy Wszechświat” wydaw­nic­twa Pró­szyń­ski i S-ka.

Dodaj komentarz



Reklama

Senni zwyciezcy

Książka do kupienia w Solaris

planeta smierci cover

Książka do kupienia w Solaris

Człowiek idzie z dymem - Marek Oramus

Książka do kupienia w Solaris

COVER bogowie lema

Książka do kupienia w Solaris