Реферат: Мир в котором мы живем (путешествие в глубь материи)

Для определения постоянной Авогадро методом Эйнштейна достаточно измерить значения <x ² >, b, T, и t, и подставить их в формулу (2). «Не перестаёшь удивляться этому результату, - писал известный американский физик-теоретик Абрахам Пайс (родился в 1918 г.), - полученному как бы из ничего: приготовьте взвесь сферических частиц, размер которых довольно велик по сравнению с диаметром простых молекул, возьмите секундомер да микроскоп и, пожалуйста, определяйте постоянную Авогадро!»

Теория Эйнштейна нашла полное подтверждение в экспериментальных исследованиях французского физика Жана Батиста Перрена (1870 - 1942). Он начал проводить их в 1908 г. и продолжал затем в течение нескольких лет. Через равные промежутки времени (Dt = 30 с) Перрен отмечал последовательные положения брауновской частицы, видимые в поле зрения микроскопа, и соединял затем эти положения прямолинейными отрезками,

Измерения, проведённые Перреном, показали, что постоянная Авогадро выражается числом 6´10 ²³ . Измерения этой постоянной другими методами привели к такому же результату. (Современное значение - . 6,022045(31)´10 ²³ )

Определение постоянной Авогадро позволило рассчитать массу m₀ отдельных атомов и молекул, а путём деления массы всего тела m на m₀ - и число частиц в этом теле.

Ссылаясь на эксперименты по брауновскому движению, и Вильгельм Фридрих Оствальд был вынужден признать, что они «позволяют даже осторожному учёному говорить об экспериментальном подтверждении атомного строения вещества». Перрен за свои работы по брауновскому движению получил Нобелевскую премию. Подводя итоги в 1912 г., он заявил: «Атомная теория восторжествовала. Некогда многочисленные, её противники повержены и один за другим отрекаются от своих взглядов, в течение столь долгого времени считавшихся обоснованными и полезными».

Для определения размеров молекул был проведён ряд опытов. В одном из них, осуществлённом в начале XX в. английским физиком Джоном Уильямом Стреттом, лордом Рэлеем (1842-1919),на поверхность воды поместили каплю масла. Масло стало растекаться, образуя плёнку. По мере растекания масла плёнка становилась всё тоньше и тоньше. Через некоторое время растекание прекратилось. Рэлей предположил, что это произошло, когда все молекулы масла образовали мономолекулярный слой, т. е. плёнку толщиной в одну молекулу. Разделив объём капли на площадь образовавшегося пятна, физик нашёл диаметр одной молекулы масла. Он оказался равным примерно 1,6´10^-9 м.

Атомы и молекулы нельзя увидеть невооружённым глазом, так как разрешающая способность глаза не лучше 0,1 мм, что существенно больше размеров этих частиц. Оптические микроскопы позволяют достигнуть увеличения до 1500 крат, в результате чего становится возможным различать структуры с расстоянием между элементами до 2´10^-7 м. Но даже такое расстояние намного больше атомных размеров.

Однако в середине XX в, удалось создать так называемые электронные микроскопы, в которых вместо световых лучей используются ускоренные пучки электронов. Они позволяют наблюдать и фотографировать изображения объ