Мобильная версия пока недоступна

Атомы и молекулы очень малы. Но насколько это "очень"? Можно ли увидеть молекулу, если хорошо всмотреться невооружённым взглядом? А под лупой? А под профессиональным микроскопом? На все три вопроса ответ "нет". Молекулы (даже крупные из них) такие маленькие, что их нельзя увидеть в оптический прибор, каким бы совершенным он ни был. Не потому, что люди не научились изготавливать достаточно хорошие приборы, но потому, что в некотором смысле (в каком мы узнаем позже) молекулы мельче, чем сам свет.

Представьте себе, что вы идёте в полной темноте, ощупывая путь тростью. Как бы вы ни старались, толстая трость не позволит заметить в полу трещинку, которая заметно уже, чем толщина самой трости. Точно так же и свет, наше главное средство "ощупывания" окружающего мира имеет свои размеры. Характерные размеры большинства молекул — около \(10^{-9}\unit{{\text{м}}}\). Для сравнения, толщина человеческого волоса — около \(5\cdot 10^{-5}\unit{{\text{м}}}\). То есть размеры молекулы примерно во столько же раз меньше толщины волоса, во сколько раз толщина волоса меньше роста человека.

Масса молекул так мала (например, масса молекулы воды \(10^{-23}\unit{{\text{г}}}\)), что одна молекула воды легче чайной ложки воды приблизительно во столько же раз, во сколько чайная ложка воды легче воды во всех океанах нашей планеты. Зато, молекул очень много. Естественно, из прошлого утверждения следует, что в одной чайной ложке воды столько же молекул воды, сколько чайных ложек во всём мировом океане. Для подсчёта молекул учёные используют специальное огромное число, которое называют числом Авогадро. Оно приблизительно равно \(6\cdot 10^{23}\) и по случайному совпадению практически совпадает с числом молекул в одной столовой ложке воды. В таком же объёме воздуха молекул приблизительно в тысячу раз меньше, но это всё ещё больше миллиарда миллиардов. Поэтому конечно, все демонстрации, которые вы видели в этом уроке отражают только самые грубые черты молекулярного устройства мира. Мы просто не сможем нарисовать столько молекул, сколько содержится и в крохотной пылинке, а число имеет значение.

То, что мы не можем увидеть молекулы, конечно, сильно усложняло учёным жизнь, но в следующем уроке мы увидим, как различные, уже знакомые нам явления, раскрывают множество деталей поведения частиц, которые нельзя рассмотреть в лучший микроскоп, и позволяют уверенно принять молекулярную теорию строения вещества даже никогда не увидев молекулу напрямую.