ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 62
Скачиваний: 0
о
В.И. РЫАНИК
Издательство
« С О В Е Т С К А Я Р О С С И Я » Москва — 1962
|
ГОС |
ПУБЛИЧНАЯ |
|
|
|
|
61 |
|||
НАУЧН-ТСХ .ЧЧЕСКАЯ |
|
|
|
|||||||
Р530.393 \ |
F-И Ь Л И О Т Е ..А |
С С С Р ...... |
|
|
з о ч о |
|||||
|
W 9 -§ 1 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Известный греческий миф расска |
|||||||||
|
зывает, как Прометей первым из лю |
|||||||||
|
дей похитил у богов тайну, огня. А |
|||||||||
|
ведь огонь — это плазма! Красивые |
|||||||||
|
фейерверки и огромные молнии, «па |
|||||||||
|
дающие звезды» |
и |
звезды |
настоя |
||||||
|
щие |
— это |
тоже |
плазма. |
Много |
|||||
|
тысяч лет человек приручает огонь. |
|||||||||
|
Но только |
недавно |
стала |
понятной |
||||||
|
его |
природа. |
А |
сегодня |
ученые |
по |
||||
|
ставили перед собой дерзновенней |
|||||||||
|
шую |
задачу |
— переустроить |
нашу |
||||||
|
планету: отопить Арктику, |
превра |
||||||||
|
тить пустыни в цветущие |
|
сады, |
за |
||||||
|
лить всю Землю ослепительным све |
|||||||||
|
том |
горящих |
в |
вышине |
искусствен |
|||||
|
ных |
солнц. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Об огне и звездах, о лампах днев |
|||||||||
|
ного света |
и термоядерных |
генерато |
рах вы узнаете, прочитав эту неболь шую книжку.
Теоретические работы по атомной и ядерной физике от крыли возможность искать но вый путь использования атом ной энергии в мирных целях, открыли возможность экспери ментального развертывания ра бот по осуществлению управ ляемых термоядерных реак ций ■*— реакций синтеза, или слияния, что является важней шей, генеральной задачей науки...
Решение этой труднейшей и величественной задачи навсег* да сняло бы с человечества за боту о необходимых для его су ществования на Земле запасах энергии.
И. В. Курчатов
ОТ ВЕКА УГЛЯ и НЕФТИ — К АТОМНОМУ ВЕКУ
ХЛЕБ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
'.Наша страна вступила в эпоху построения ком мунистического общества, на знамени которой на чертано: «Главная экономическая задача... состоит в том, чтобы в течение двух десятилетий создать материально-техническую базу коммунизма». Но это немыслимо, недостижимо без изобилия энергии! И в первую очередь, конечно, электрической энер
гии.
«Электрификация, являющаяся стержнем строи тельства экономики коммунистического общества,— говорится в Программе КПСС, — играет ведущую роль в развитии всех отраслей народного хозяйства,
1* |
з |
в осуществлении всего современного техническо го прогресса. Поэтому необходимо обеспечить опережающие темпы производства электроэнер гии».
Электрификация страны... Это значит, что в бли жайшее десятилетие энерговооруженность труда в промышленности увеличится почти в три раза; на базе дешевой электроэнергии широко развернутся энергоемкие производства. Будет осуществлена массовая электрификация транспорта, сельского хо зяйства.
Энергия... Ее так много вокруг нас. Но исполь зовать ее человек научился не сразу, и человечество было долгое время безоружным перед могуществен ными силами природы. Еще в 1850 году мускуль ная сила людей составляла 15 процентов всей энер гии, которой располагало человечество. 79 процен тов энергии приходилось на долю домашних живот ных. И лишь 6 процентов люди получали, используя природные источники — силу воды и ветра.
Сегодня человек располагает огромным океаном энергии: тысячи миллиардов киловатт-часов! И му скульная энергия составляет в общем энергобалан се меньше 3 процентов. Остальные 96 процентов — это результат ра(боты станций, использующих раз личные ресурсы — каменный уголь и нефть, вода и бурый уголь, .торф и газ.
Но уже сегодня ученые стоят перед важной за дачей: искать новые источники энергии, новые спо собы ее получения.
Одним из источников, который открывает перед человечеством поистине безграничные возможности, является энергия атома. Большая армия ученых ра ботает сейчас над проблемой ее освоения. И те ре зультаты, которыми ученые сейчас располагают,
4
дают основание считать, что в руках у человечества могущественная сила.
'Человечество ныне стоит на берегу океана энер гии — энергии атомной. Оно еще не пустилось по нему вплавь, а робко черпает пригоршнями энергию у самого 6epefa, там, где легче всего ее достать. Но сегодня этой энергии становится уже недостаточно. Надо строить корабли для похода в океан.
О том, как ученые строят один из таких кораб лей, мы и расскажем в нашей книжке.
Корабль этот строится на Земле, но корабле строителям приходится заглядывать гораздо даль ше. При этом они становятся свидетелями интерес нейших событий, сталкиваются с удивительным миром — микромиром, где действуют элементар ные частицы материи: электроны, протоны, ней троны.
В этой книжке мы познакомим читателя с рож дением и жизнью плазмы, или, как ее называют, чет вертого состояния вещества.
ОТ ТРЕХ СОСТОЯНИЙ — к ЧЕТВЕРТОМУ
ПЕРВЫЕ ТРИ СОСТОЯНИЯ
•Первые три состояния известны всем — это твер дое тело, жидкость, газ. Примеров упомянутых со стояний каждый из вас может назвать много, в первую очередь, конечно, — состояния воды. Вода, пожалуй, самое распространенное на Земле веще ство, а смена его состояний может происходить пря мо у нас на глазах.
В солнечный весенний день можно увидеть бук вально за несколько минут два последовательных превращения куска льда, лежащего на мостовой: вот белый лед потемнел, разрыхлился, под ним по казалась вода, еще через минуту над водой заку-
6
СОСТОЯНИЕ -
Ж »-- ПЛАЗМА
СОСТОЯНИЕ -
СОСТОЯНИЕ -
ТВЕРДОЕ ТЕЛО
У
рились тоненькие струйки, а еще спустя немного времени от воды не осталось и следа — она вся испари лась. Вода при постепенном повы шении температуры превращается из твердого состояния в жидкое и затем в газ (пар). Температуры обо их указанных превращений воды известны хорошо: для плавления льда температура равна 0°, вода ки пит при 100° по шкале Цельсия, а испаряться .может и при более низ ких температурах.
А где же переход в четвертое состояние? В земных условиях он происходит нередко, но в отличие от упомянутых выше двух переходов — в жидкость и таз—совершается поч ти всегда невидимо, и лишь когда значительная доля вещества перей дет в плазменное состояние, оно об наруживается: плазм-а начинает
Бели попытаться изобра зить строение атома, то получится сложная «ажурная» картина.
светиться, .причем уже .не отраженным светом, как вещество в первых двух состояниях, а собствен ным светом.
Чтобы понять это пре вращение вещества в плазменное состояние, не обходимо вспомнить не которые сведения, кото рыми располагает наука о строении мельчайших частиц, составляющих все тела, ■— атомов.
НЕМНОГО ОБ АТОМЕ
Атом состоит из нахо дящегося в его'центре положительно заряженного ядра и располагающейся вокруг ядра очень под вижной оболочки из отрицательно заряженных электронов. Поскольку в ядре сосредоточен поло жительный заряд, равный по величине отрицатель ному заряду всех электронов в составе оболочки, атом в целом является электрически нейтральным. Все электроны атома одинаковы. Но находятся они в атоме далеко не в одинаковых условиях. Элект роны в атоме не могут образовывать «однослой ную» оболочку, имеющую 'форму шара. Электрон ная оболочка в атомах, имеющих более двух элект ронов, — многослойная; .при этом чем дальше от ядра находится слой, тем большее число электро нов может разместиться в нем.
Было бы ошибкой думать, что эти слои следуют друг за другом, как вкладываемые один в другой
8
разноцветные шары в детской игрушке. На самом деле пути, по которым движутся в атоме электроны далекого от ядра слоя, глубоко проникают внутрь слоев, образованных более близкими к ядру элект ронами. Если нарисовать это взаимное проникнове ние электронных путей в атоме, получится очень сложная «ажурная» картина. Но в среднем электро ны более далеких слоев находятся от ядра дальше, чем электроны близких слоев.
.В атомном мире справедлив закон: «Дальше на ходишься- ■— значит, слабее связан». Чем дальше от ядра расположен электрон, тем слабее связан он электрическими силами притяжения с ядром своего атома. Внутренние электроны атома как бы находятся в плену: ядро не дает им покинуть атом.
Внешние же, наиболее далекие от ядра элект роны атома очень подвижны. Сближение электро нов соседних атомов приводит к тому, что два и более атомов объединяются и образуют молекулу. В большинстве молекул атомы, составляющие их, находятся в неравноправном положении: одни из атомов теряют часть своих электронов, а другие -— приобретают эти электроны. В целом количество электронов при соединении атомов в молекулы не меняется, но происходит их перераспределение между атомами. Обедневший электронами атом становится положительным ионом: ведь теперь об
щий заряд его электронов |
стал |
меньше |
заряда |
его ядра и полной компенсации |
зарядов уже нет, |
||
а атом, разбогатевший за |
счет |
электронов |
своего |
соседа в молекуле, превращается в отрицательный ион.
9