Помимо того, что атомы и молекулы находятся в постоянном движении, будь то тепловое движение в газе или колебания в кристаллах, каждый атом со своим облаком электронов, непрестанно кружащихся вокруг ядра, сам по себе оказывается крошечным «вечным двигателем». Электроны в атоме, не испытывая трения, никогда не замедляют своего движения и не останавливаются. В атоме натрия два электрона движутся вокруг ядра, находясь на очень близком от него расстоянии. Далее следует облако из орбит восьми электронов. За ним находится последний, самый удаленный от ядра электрон. В самом маленьком атоме, атоме водорода, всего один электрон, тогда как в больших атомах может быть около сотни электронов — огромное облако кружащихся зарядов. Все они находятся в непрестанном движении вокруг ядра.

Таковы естественные атомные вечные двигатели, состоящие из атомов любых веществ и электронов, обращающихся вокруг ядра, расположенного в центре каждого атома.

В этой книге мы рассмотрим поведение атомных и электронных «вечных двигателей» в веществе, находящемся в кристаллическом состоянии. Мы узнаем, что, когда атомы расположены рядами, как в кристаллах, колебательное движение одного атома влияет на соседние. Они имеют склонность колебаться совместно. Связь между многими атомами, находящимися в непрерывном движении, приводит к некоторым интересным явлениям. Если атомы расположены на близком расстоянии друг к другу, наблюдается не только влияние колебательного движения одного атома на другие, но и сильное взаимное влияние внешних атомных электронов. Когда атомы располагаются длинными рядами, поведение этих внешних электронов оказывается весьма интересным. Этим почти полностью объясняется отличие материалов мягких от твердых, металлов от неметаллов, цветных кристаллов от неокрашенных.

Всем известно, что проволока электронагревательных приборов накаляется докрасна при прохождении по ней тока. В противоположность этому некоторые металлы в охлажденном состоянии обладают удивительной способностью проводить электрический ток без каких-либо потерь, то есть не оказывая сопротивления. Это явление, называемое сверхпроводимостью, представляет собой макроскопическое проявление вечного движения электронов.

В следующей главе мы рассмотрим поразительные и порой совершенно неожиданные вещи, наблюдающиеся в кристаллах. Все они обусловлены в значительной мере расположением миллионов крошечных вечных двигателей (атомов) длинными рядами. Некоторые свойства кристаллов вызывают куда большее изумление, чем мечты изобретателей вечных двигателей.

Комментарии запрещены.