Из разговоров с Ангелами 339

Из разговоров с Ангелами 339

ПУЛЬСАЦИЯ СОЛНЦА

Еще во второй половине двадцатого века советскими учеными было открыто пульсирующее движение сонца. Строение Солнечной системы определяется равномерными пульсациями Солнца, считает астрофизик Альберт Чечельницкий. Эти пульсирующие движения, которые открыли советские астрофизики, повторяются практически через каждые полтора часа. В результате меняются яркость Солнца и его размеры. Пульсирующие движения Солнца передаются окружающей его плазме. Чечельницкий считает, что этот ритм сохраняется в Солнечной системе в течение миллиардов лет. На ранних стадиях развития Солнечной системы, когда вещество планет находилось в распыленном состоянии, пульсации Солнца способствовали концентрации межпланетной материи и образованию планет. Орбиты планет Солнечной системы также во многом зависят от солнечных пульсаций.

Солнечная активность, как известно, влияет не только на околоземное космическое пространство, но и на Землю. Вспышки на Солнце приводят к помехам в работе систем радиосвязи, навигации, вызывают необычные и особо опасные изменения погоды. Чтобы предупредить нежелательные последствия или свести к минимуму ущерб от них необходимо круглосуточное комплексное наблюдение Солнца. Для этого создаются специальные станции, экспедиционные пункты наблюдений в различных регионах Земли, ведется патрульное наблюдение на научно-исследовательских судах в океане.
ПЛАЗМА — ЧЕТВЕРТОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА
Четвертое состояние вещества — плазма.
Часть первая.
Наверное, у каждого ребенка, у кого раньше, у кого позже, — возникал вопрос — а почему светит солнце, почему сверкает молния и, наверное не каждый взрослый, может это достаточно научно объяснить : что-то не учили, что-то пропустили … Из школьного курса разве что сохранилось у многих, что солнце — это плазменный шар, а молния — это электричество.
Мы предлагаем Вам ряд статей, которые ответят на эти вопросы более подробно и в увлекательной и доступной форме как для взрослых, так для и подростков. А чтобы это все было действительно понятно, начинать надо, как известно, сначала. Итак …
СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА
Первые три состояния известны всем — это твердое тело, жидкость, газ. Примеров упомянутых состояний каждый из вас может назвать много, в первую очередь, конечно, — состояния воды. Вода, пожалуй, самое распространенное на Земле вещество, а смена его состояний может происходить прямо у нас на глазах.
В солнечный весенний день можно увидеть буквально за несколько минут два последовательных превращения куска льда, лежащего на мостовой: вот белый лед потемнел, разрыхлился, под ним показалась вода, еще через минуту над водой закурились тоненькие струйки, а еще спустя немного времени от воды не осталось и следа — она вся испарилась. Вода при постепенном повышении температуры превращается из твердого состояния в жидкое и затем в газ (пар). Температуры обоих указанных превращений воды известны хорошо: для плавления льда температура равна 0°, вода кипит при 100° по шкале Цельсия, а испаряться может и при более низких 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 газ — совершается почти всегда невидимо, и лишь когда значительная доля вещества перейдет в плазменное состояние, оно обнаруживается: плазма начинает светиться, причем уже не отраженным светом, как вещество в первых двух состояниях, а собственным светом.
Чтобы понять превращение вещества в плазменное состояние, необходимо  вспомнить некоторые  сведения, которыми располагает наука о строении мельчайших частиц, составляющих все тела, — атомов.
АТОМЫ
Атом состоит из находящегося в его центре положительно заряженного ядра и располагающейся вокруг ядра очень подвижной оболочки из отрицательно заряженных электронов. Поскольку в ядре сосредоточен положительный заряд, равный по величине отрицательному 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. Электроны в атоме не могут образовывать «однослойную» оболочку, имеющую форму шара. Электронная оболочка в атомах, имеющих более двух электронов, — многослойная; при этом чем дальше от ядра находится слой, тем большее число электронов может разместиться в нем.
Было бы ошибкой думать, что эти слои следуют друг за другом, как вкладываемые один в другой
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 электронами. Если нарисовать это взаимное проникновение электронных путей в атоме, получится очень сложная «ажурная» картина. Но в среднем электроны более далеких слоев находятся от ядра дальше, чем электроны близких слоев.
В атомном мире справедлив закон: «Дальше находишься — 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 электроны атома очень подвижны. Сближение электронов 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 общий 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.
КАК ОСВОБОДИТЬСЯ ИЗ АТОМНОГО ПЛЕНА
Электрон — это такая частица вещества, о продолжительности существования которой физики говорят: «Этого мы не знаем, но во всяком случае, электрон может существовать миллиарды и миллиарды лет, практически—бесконечно». И конечно, за такое время наверняка выпадет случай, когда какие-либо причины позволят вырваться из атомного плена и электрону, находящемуся в глубине атома.
Возможности избавиться от атомного плена различны. Может случайно ударить в атом какой-нибудь путешественник-электрон, обладающий не очень большой энергией. Сам он может застрять в атоме, но зато вызволит из него пленника. Освободителем электрона способен стать луч света, влетевший в атом.
Но в мире атомов действует совершенно непреложный закон. Этот закон гласит, что любой электрон может быть освобожден из атома только в том случае, если ему будет передана энергия, равная или большая энергии связи его с ядром. Легко понять теперь «общительность» далеких от ядра и пленение близких к ядру электронов в атоме. Далекому внешнему электрону, чтобы он улетел прочь из атома, надо передать немного энергии: энергия его связи с ядром очень невелика. А вот чтобы электрон из глубины атома вырвался на свободу, ему надо передать довольно значительную энергию, и не по частям, а всю сразу — электрон в атоме «копить» энергию не умеет. Разумеется, чаще происходит передача малой энергии. Поэтому внешние электроны атома легко становятся свободными, а глубоко лежащие вынуждены долго ждать, пока подвернется «счастливый случай».
Но иногда в атомном мире наступает время освобождения. За это время по некоторым причинам, о которых мы расскажем ниже, из атомов освобождается довольно большое количество электронов и ядра значительно «оголяются». Наступает такое состояние вещества, когда в нем оказываются свободными большое число электронов и ионов — атомов с поредевшими электронными оболочками. Такое состояние вещества и называется плазмой.
Это название было предложено в 1924 году американским физиком Лэнгмюром. Ныне оно получило международное распространение. Происхождение его можно понять, вспомнив, что слово «плазма» употребляется также и в довольно далекой от физики области науки — гематологии, науке о составе крови. Известно, что в крови имеются как хорошо оформленные частицы — красные и белые кровяные шарики и другие тельца, — так и жидкость. Эта последняя и есть плазма крови. Вообще говоря, перенесение этого понятия в физику не вполне точно: физическая плазма и есть «тельца» вещества — ядра и электроны; этим словом скорее подчеркивается большая подвижность вещества в плазменном состоянии и его бесформенность в том смысле, что электроны и ядра уже не есть «настоящие» тельца вещества — атомы и молекулы.
Понятие о новом состоянии вещества не очерчивает точно его границ.Плазма — это не обязательно все свободные электроны и совершенно оголенные ядра. Ионы в плазме должны быть, как и электроны, свободны в своих движениях, а степень «оголенности» ядер в них может быть самой различной. Наконец, в плазме могут существовать и различные количества «неповрежденных» нейтральных атомов.
Если растапливать кусок льда, то он превращается в воду не мгновенно, а постепенно, и все
время, пока длится это превращение, рядом сосуществуют и лед и вода. Точно так же при кипении воды рядом находятся два состояния вещества — жидкость и пар. Это же имеет место и при переходе вещества в плазменное состояние: сначала свободных электронов и свободных ионов мало, потом их становится все больше и больше.
Мы еще раз отмечаем, что понятие плазмы подразумевает свободу движения не только электронов, но и ионов. А разрушением связей между атомами как раз и характеризуется предшествующий переход из жидкого в газообразное состояние. Следующий переход — к плазменному состоянию, — таким образом, может произойти только из газообразного состояния.