Уште одамна хемичарот Џон Далтон ја изложил теоријата дека материјата е составена од ситни честички, наречени атоми. И два века подоцна, ова сè уште важи во научните кругови.
Секој од овие атоми е составен од многу мало јадро и уште помали електрони, кои се движат околу јадрото на големо растојание од него. Ако замислиме маса која е милијарда пати поголема, нејзините атоми би имале големина на лубеница.
Но дури и тогаш, јадрото во центарот сè уште би било премало за да се гледа со голо око. Па тогаш се поставува прашањето зошто нашите прсти не минуваат низ атомите кога сакаме да дофатиме нешто, или зошто барем светлината не се провлекува низ празнините?
Објаснувањето бара повнимателно да се осврнеме на електроните. Она што повеќето го знаеме од училиште е многу поедноставено – дека електроните орбитираат околу јадрото како планетите околу Сонцето.
Следниов приказ е поблизок до реалноста: електроните се како јато птици или пчели, па исто како и кај нив индивидуалните движења се премногу брзи за да може да се следат, но можеме да ги следиме движењата на јатото како целина.
Танцот на електроните
Електроните всушност танцуваат нема подобар збор за нивното движење. Но, не се работи за произволно танцување. Сите електрони се движат по специфични патеки или шеми кои се одредени со математичка равенка која го носи името на Erwin Schrödinger.
Електроните се како јато птици. Заслуги: John Holmes/Wikimedia Commons, CC BY-SA
Овие патеки варираат; некои се бавни и нежни како валцер, а некои брзи и енергични како Чарлстон. Секој електрон се држи до својата патека, но одвреме навреме може да се премести во друга, под услов таа да не е веќе зафатена од некој друг електрон.
Според принципот на исклучување, во еден атом не може да има два електрони кои ќе ја следат истата патека. Иако електроните не се уморуваат, преместувањето кон патека со повисока енергија бара енергија. Истото важи и кога електронот ќе се премести во патека со пониска енергија – само што тогаш тој оддава енергија.
Кога енергија во форма на светлина ќе падне на електрон, тој ќе ја апсорбира и ќе се премести на повисоко ниво. По кратко време тие ја губат оваа енергија, веројатно повторно како светлина. Ова испуштање и примање светлина ги дава боите на објектот.
Многу сајтови на интернет велат дека цврстината на масата доаѓа од негативната наелектризираност на двата објекта. Но ова е погрешно и е пример за тоа дека не треба да му се верува на интернетот.
При допир на масата електроните од нашата рака доаѓаат близу до електроните од атомите на масата. Како што електроните од еден атом се приближуваат до јадрото на другиот атом, патеките (нивоата) на движење се менуваат. Тоа е така бидејќи електрон од ниските енергетски нивоа околу едно јадро, не може да се наоѓа во ниските енергетски нивоа на другиот атом, бидејќи тие се веќе зафатени од неговиот сопствен електрон. Затоа електронот мора да премине во незафатено, повисоко енергетско ниво. Таа енергија овде не доаѓа од светлина, туку од силата на прстот со кој притискаме.
Значи туркање на два атома близу еден до друг бара енергија, бидејќи сите нивни електрони треба да преминат во незафатените високо енергетски состојби. Да се турнат сите атоми на масата и сите атоми на прстите еден до друг, бара огромна енергија – повеќе од што нашите мускули може да обезбедат.
Тоа ние го чувствуваме како отпор, а овој отпор е всушност причината зошто објектите ги чувствуваме цврсти на допир.
Превод: Милан Велков
Извор: IFL Science
