В свою очередь, частицы вещества делятся на две группы - кварки и лептоны. Кварки и лептоны входят в состав других физических объектов и считаются при достигнутых на сегодняшний день энергиях «бесструктурными». Кварки - это частицы, которые, кроме электрического заряда, обладают цветным зарядом. Наличие у кварков цветного заряда обусловливает способность их к сильным взаимодействиям. Известно, что протон и нейтрон состоят из трех кварков. Однако принцип Паули здесь не нарушается, так как эти кварки имеют различные цветовые заряды. Заряд сильного взаимодействия назвали «цветом» именно по аналогии с действительными цветами для того, чтобы подчеркнуть, что смешение трех цветов кварков делает протон или нейтрон бесцветным (так же, как смешение красного, желтого и зеленого цветов даст белый цвет). Соответственно различают три заряда сильных взаимодействий - красный (R), желтый (Y) и зеленый (G). Лептоны - бесцветны и не участвуют в сильных взаимодействиях. Предполагается существование шести кварков и шести лептонов. При этом производится деление их на семейства трех поколений.

Встолбце «Кварки» латинскими буквами обозначены различные ароматы кварков, индексами - цвета кварков. Название ароматов кварков: U - от английского слова up - вверх; d - от английского слова down - вниз; С - от английского слова charm - очарование; S - от английского слова strange - странный; t - от английского слова top - верхний; b - от английского слова botton - нижний.

Все вещество во Вселенной составлено из четырех частиц I (первого) поколения. Частицы второго (П) и третьего (III) поколения рассматриваются как возбужденные состояния частиц первого поколения в соответствии с их расположением в таблице. В настоящее время пока неизвестно, почему существует именно такое количество поколений частиц, и не существуют ли и другие, пока еще не открытые семейства частиц? И почему до сих пор не наблюдались переходы между частицами разных поколений?

Все частицы участвуют в гравитационных и в слабых взаимодействиях. Так, например, действие слабых сил приводит к изменению природы частиц - превращению кварка одного аромата в кварк другого аромата, электрона в нейтрино и т. д. В электромагнитных взаимодействиях участвуют только те частицы, которые имеют электрический заряд. Известно, что кварки имеют дробный электрический заряд. Значит, они также участвуют в электромагнитных взаимодействиях, как и электрон. Нейтрино в электромагнитных взаимодействиях не участвуют. И, наконец, только кварки, обладающие цветным зарядом, способны к сильным взаимодействиям. Частицы, состоящие из кварков, называются адронами. Адроны делятся на два класса - барионы, в состав которых входят три кварка с различными цветами, и мезоны, состоящие из пары кварк - антикварк. Соответственно, антикварк имеет антицветовой заряд. Таким образом, адроны, содержащие в себе цветные кварки, сами являются бесцветными. Барионами являются протоны и нейтроны - частицы, входящие в состав ядра атома. Протон состоит из двух u-кварков и одного d-кварка (р =uud); нейтрон состоит из одного u-кварка и двух d-кварков (n =udd). Протон имеет положительный электрический заряд, нейтрон является электрически нейтральной частицей. Ядра и электроны образуют атомы, а атомы - молекулы.

Следует сказать, что физика кварков открывает новую, необычную страницу в истории физики. С одной стороны, ничего нетрадиционного в поисках наиэлементарнейшего уровня в иерархии элементарных частиц и в связи с этим с гипотезой кварков нет. Но, с другой стороны, само поведение кварков несколько необычно, ибо они никогда не встречаются в свободном состоянии, а находятся в постоянном плену, заключены внутри адронов. В физике кварков сформулирована гипотеза конфайнмента (от англ. confinement - пленение), кварков внутри адронов, согласно которой невозможно вылетание свободного кварка из адрона. Несмотря на это необычайное обстоятельство, существование кварков как реальных частиц в физике надежно обосновано.

Горячая частица атом или свободный радикал с энергией, значительно превосходящей тепловую энергию окружающих молекул. ионизирующая частица частица, кинетическая энергия которой достаточна для ионизации атома или молекулы при столкновении.… … Термины атомной энергетики

частица - 3.2 частица: Твердый, жидкий или многофазный объект, в том числе микроорганизм, размерами до 200 мкм. Примечание В настоящем стандарте рассматривают твердые частицы размерами до 100 мкм. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Элементарная частица собирательный термин, относящийся к микрообъектам в субъядерном масштабе, которые невозможно расщепить (или пока это не доказано) на составные части. Их строение и поведение изучается физикой элементарных частиц. Понятие… … Википедия

Сущ., ж., употр. сравн. часто Морфология: (нет) чего? частицы, чему? частице, (вижу) что? частицу, чем? частицей, о чём? о частице; мн. что? частицы, (нет) чего? частиц, чему? частицам, (вижу) что? частицы, чем? частицами, о чём? о частицах 1.… … Толковый словарь Дмитриева

I ж. 1. Небольшая часть, доля чего либо целого. 2. Небольшое количество чего либо; крупица. II ж. 1. Простейшая, элементарная часть в составе вещества. 2. Мельчайшая и простейшая часть физической материи; элементарная частица (в физике). III ж.… … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

частица - ЧАСТИЦА1, ы, ж Отдельная мельчайшая невидимая или едва заметная крупинка как составная часть массы какого л. вещества. На уровне орбиты Земли средняя скорость частиц солнечного ветра достигает 400 км/сек. ЧАСТИЦА2, ы, ж Небольшое количество чего… … Толковый словарь русских существительных

Ы; ж. Уменьш. 1. = Часть (1 зн.). Ч. хозяйства. Ч. наследства. Земля ч. Вселенной. Выделить частицу капитала. Небольшая ч. коллектива. 2. Отдельная мельчайшая невидимая или едва заметная крупинка как составная часть массы какого л. вещества.… … Энциклопедический словарь

частица - ы; ж.; уменьш. см. тж. частичка 1) = часть 1) Части/ца хозяйства. Части/ца наследства. Земля части/ца Вселенной. Выделить частицу капитала … Словарь многих выражений

Эквивалент вещества или Эквивалент это реальная или условная частица, которая может присоединять, высвобождать или другим способом быть эквивалентна катиону водорода в ионообменных реакциях или электрону в окислительно восстановительных… … Википедия

Будучи при обыкновенных условиях более или менее постоянны, под влиянием накаливания, удара, трения и тому под. способны взрывать, то есть быстро разлагаться, превращаясь в накаленные сжатые газы, стремящиеся занять большой объем. Происходящие… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Книги

• О проблемах излучения и вещества в физике. Критический анализ существующих теорий: метафизичность квантовой механики и иллюзорность квантовой теории поля. Альтернатива - модель мерцающих частиц , Петров Ю.И. , Книга посвящена анализу проблем единства и противостояния понятий "волна" и"частица" . В поисках решения этих проблем тщательно анализировались математические основы фундаментальных… Категория: Научная, учебная литература для специалистов Серия: Relata Refero Издатель: URSS ,
• О проблемах излучения и вещества в физике. Критический анализ существующих теорий. Метафизичность квантовой механики и иллюзорность квантовой теории поля. Альтернатива - модель мерцающих частиц , Ю. И. Петров , Книга посвящена анализу проблем единства и противостояния понятий `волна` и `частица`. В поисках решения этих проблем тщательно анализировались математические основы фундаментальных… Категория: Разное Серия: Relata Refero Издатель:

Изучая этот раздел, мы будем учиться:

• различать тела, вещества, частицы; описывать изученные вещества;
• проводить наблюдения и ставить опыты, используя лабораторное оборудование;
• исследовать с помощью
• опытов свойства воздуха,
• воды, состав почвы;
• моделировать круговорот воды в природе;
• классифицировать растения и животных;

• обнаруживать взаимосвязи между живой и неживой природой, взаимосвязи в живой природе, моделировать их и использовать для объяснения необходимости бережного отношения к природе;
• пользоваться атласом-определителем для распознавания природных объектов;
• использовать тексты и иллюстрации учебника, другие источники информации для поиска ответов на вопросы, объяснений, подготовки собственных сообщений.

Тела, вещества, частицы

Узнаем, что такое тела, вещества, частицы. Будем учиться классифицировать тела и вещества, выдвигать предположения (гипотезы) и доказывать их, изображать частицы с помощью моделей.

Вспомни, на какие группы можно разделить все предметы, которые нас окружают.

Тела

Любой предмет, любое живое существо можно назвать телом. Камень, кусок сахара, дерево, птица, проволока - это тела. Перечислить все тела невозможно, их существует бесчисленное множество. Солнце, планеты, Луна тоже тела. Их называют небесными телами.

• Рассмотри схему. На какие две группы можно разделить тела? Приведи примеры тел каждой группы.

Вещества

Тела состоят из веществ. Кусок сахара - тело, а сам сахар - вещество. Алюминиевая проволока - тело, алюминий - вещество.

Есть тела, которые образованы не одним, а несколькими или многими веществами. Очень сложный состав имеют живые тела. Например, в растениях есть вода, сахар, крахмал и другие вещества. Множеством разнообразных веществ образованы и тела животных, человека.

Итак, веществами называют то, из чего состоят тела.

Различают твёрдые, жидкие и газообразные вещества. Сахар, алюминий - примеры твёрдых веществ. Вода - жидкое вещество. Воздух состоит из нескольких газообразных веществ (газов).

Частицы

Проделаем опыт. Возьмём тело, образованное одним веществом, - кусочек сахара. Опустим его в стакан с водой, помешаем. Сначала сахар хорошо виден, но постепенно становится невидимым. Попробуем жидкость на вкус. Она сладкая. Значит, сахар не исчез, он остался в стакане. Почему же мы не видим его? Выскажите предположение. Проверьте себя по тексту учебника.

Кусочек сахара распался на мельчайшие, не видимые глазом частицы, из которых он состоял (растворился), и эти частицы перемешались с частицами воды.

Этот опыт доказывает, что вещества, а значит, и тела состоят из частиц.

Каждое вещество состоит из особых частиц, которые по размерам и форме отличаются от частиц других веществ.

Учёные установили, что между частицами есть промежутки. В твёрдых веществах эти промежутки совсем маленькие, в жидких побольше, в газах ещё больше. В любом веществе все частицы постоянно движутся.

Частицы можно изобразить с помощью моделей, например пластилиновых шариков.

1. Проверьте с помощью учебника, верны ли приведённые ниже утверждения.
   • Любой предмет, любое живое существо можно назвать телом.
   • Вещества - это то, из чего состоят тела.
2. Выберите из списка сначала тела, потом вещества. Проверьте себя на «Страничках для самопроверки» (3).

   Подкова, стакан, железо, кирпич, сахар, арбуз, соль, крахмал, камень.

3. Покажите с помощью модели процесс растворения кусочка сахара в воде.
4. Изобразите с помощью моделей расположение частиц в твёрдом, жидком, газообразном веществах.

Проверь себя

1. Что называют телами? Приведи примеры.
2. Что такое вещества? Приведи примеры.
3. Из чего состоят вещества? Как это доказать?
4. Что ты можешь рассказать о частицах?

Задания для домашней работы

Запиши в словарик: тело, вещество, частица.

Странички для любознательных

Молекулы и атомы

Ещё в глубокой древности учёные высказывали мысль о том, что тела состоят из не видимых глазом частиц. Этим они объясняли многие природные явления. Почему, например, высыхает намокшая одежда? Потому что с неё улетают частички воды, которые мы не видим.

Великий русский учёный Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765) считал, что невидимые частицы бывают сложными и простыми.

Сложные частицы состоят из простых. Одни и те же простые частицы, по-разному соединяясь, могут образовывать разные сложные частицы. Этим М. В. Ломоносов объяснял разнообразие веществ в природе. Позже учёные сложные частицы назвали молекулами, а простые - атомами.

На следующем уроке

Узнаем, какие бывают вещества, какими свойствами они обладают и как используются человеком. Будем учиться описывать вещества по плану, исследовать их с помощью опытов.

Вспомни, какие вещества ты знаешь.

Виды частиц вещества. Наукой установлено, что вода, сахар, спирт и почти все газы состоят из разных частиц, которые относят к молекулам. Соль, сода, уксус и многие кислоты и щёлочи тоже состоят из разных частиц, но их относят к ионам. Алмаз, фосфор, сера, газы гелий и неон, а также другие вещества состоят из частиц, которые относят к атомам.

Например, в солёной воде содержатся следующие частицы: молекулы воды, ионы натрия и хлора. А в стальном предмете, например, ноже или ложке, есть ионы железа, атомы углерода и другие частицы примесей, которые добавляют к железу при изготовлении сталей и сплавов различных марок.

Разобраться с видами и названиями этих частиц вы сможете лишь тогда, когда изучите курсы физики и химии для 8 класса. А пока мы, как правило, будем говорить просто частицы вещества, подразумевая под этим молекулы, ионы и атомы. Пожалуйста, наберитесь терпения и постепенно привыкайте к этим новым для вас терминам.

Неизменность частиц вещества. Как вы знаете, вещества в зависимости от температуры и давления могут быть твёрдыми, жидкими, газообразными. Возникает вопрос: одинаковы ли частицы одного и того же вещества, но в различных состояниях?

Физическими и химическими опытами установлено, что частицы вещества остаются прежними при изменении его состояния (то есть сохраняется их вид, масса и размеры). Например, расплавленный на свече воск или стеарин застывает и становится непрозрачным; водяной пар в морозный день превращается в колючие кристаллики инея и т.д. Однако частицы стеарина, воды и вообще, частицы всех веществ остаются прежними, однако меняется расположение частиц и расстояния между ними.

На рисунке показано расположение молекул воды в твёрдом (а), жидком (б) и газообразном (в) состоянии. Обратите внимание, что сами молекулы одинаковы, однако их расположение и расстояния между ними различны.

Проверьте свои знания:

1. Основные положения МКТ следует назвать фактами, поскольку...
2. Опыт «Смешивание воды и спирта» подтверждает...
3. В левой мензурке налито...
4. В правой мензурке налито...
5. Объём смеси в третьей мензурке получился равным...
6. Частицы, из которых состоят вода и спирт, называются...
7. Молекулы воды размещаются в промежутках между молекулами спирта, поскольку...
8. Общий объём при смешивании уменьшается, поскольку молекулы воды располагаются...
9. Уменьшение общего объёма смеси воды и спирта не оказывает влияния...
10. Опыт «Последовательное растворение краски в воде» подтверждает...
11. После растворения краски вода в первой пробирке...
12. При разбавлении части насыщенного раствора из первой пробирки чистой водой во второй пробирке...
13. Как можно обобщить результаты наблюдений в ходе этого опыта?
14. Почему мы уверены, что краска, которую мы последовательно растворяли в пробирках, состоит из очень малых частиц?
15. Примерами веществ молекулярного строения являются...
16. Примерами веществ ионного строения являются...
17. Примерами веществ, состоящих только из атомов, являются...
18. Что мы объединяем под общим названием «частицы вещества»?
19. От каких причин зависит состояние вещества?
20. Что можно сказать о частицах одного и того же вещества в разных состояниях?
21. Что можно сказать о частицах одного и того же вещества при изменении его состояния?

§ 07-б. Частицы веществ

В предыдущем параграфе мы назвали три основных положения МКТ и отметили, что они подтверждены экспериментами. Большинство из них очень сложны (как в проведении, так и в понимании результатов), поэтому мы рассмотрим лишь простейшие опыты-иллюстрации.

Существование промежутков между частицами. В одну мензурку нальём 100 мл воды, а в другую – 100 мл подкрашенного спирта. Перельём жидкости из этих мензурок в третью (см. рисунок). Удивительно, но объём смеси получится не 200 мл, а меньше: 190 мл. Однако при этом масса смеси в точности равна сумме масс воды и спирта. Почему же так происходит?

Установлено, что вода и спирт состоят из частиц, называемых молекулами. Они настолько малы, что не видны ни в лупу, ни в микроскоп. Тем не менее известно, что молекулы спирта в 2–3 раза крупнее молекул воды, поэтому межмолекулярные промежутки в спирте крупнее, чем в воде. При смешивании молекулы воды размещаются в промежутках между молекулами спирта. Заполнение этих межмолекулярных промежутков и способствует уменьшению объёма смеси, не влияя на сумму масс частиц.

Малость размеров частиц веществ. Возьмём несколько пробирок. В первую нальём воды и бросим несколько крупинок краски. Перемешав воду, мы увидим, что крупинки растворились, а вода приобрела равномерную насыщенную окраску. Отольём часть раствора во вторую пробирку и дольём воды. Окраска раствора станет светлее, но после размешивания опять будет равномерной. Опыт можно повторить много раз, но при любом разбавлении окраска раствора остаётся равномерной. Почему так происходит?

Подобно воде и спирту, краска состоит из мельчайших частиц, которые нельзя увидеть «поодиночке». Если бы они были крупнее, то вместо равномерной окраски мы увидели бы прозрачную воду с плавающими в ней частичками краски.

Виды частиц веществ. Наукой установлено, что вода, сахар, спирт и почти все газы состоят из разных частиц, которые относят к молекулам. Соль, сода, уксус тоже состоят из разных частиц, но их относят к ионам. Алмаз, фосфор, сера, газы гелий и неон состоят из частиц, которые относят к атомам. Например, в солёной воде содержатся следующие частицы: молекулы воды, ионы натрия и хлора. А в стальном предмете, например ноже или ложке, есть ионы железа, атомы углерода и другие частицы примесей, которые добавляют к железу при изготовлении сталей и сплавов различных марок.

Разобраться с видами и названиями этих частиц вы сможете лишь тогда, когда изучите курсы физики и химии 8 класса. А пока мы будем говорить просто «частицы вещества», подразумевая под ними молекулы, ионы и атомы. Пожалуйста, наберитесь терпения и постепенно привыкайте к этим новым для вас терминам.

Неизменность частиц веществ. Как вы знаете, вещества в зависимости от температуры и давления могут быть твёрдыми, жидкими, газообразными. Возникает вопрос: одинаковы ли частицы одного и того же вещества, но в различных состояниях?

Физическими и химическими опытами установлено, что частицы вещества остаются прежними при изменении его состояния (то есть сохраняется их вид, размеры и масса). Например, расплавленный воск или стеарин застывает и становится непрозрачным; водяной пар в мороз превращается в кристаллики инея и так далее. При этом сами частицы стеарина, воды и вообще частицы всех веществ остаются прежними, однако меняется расположение частиц и расстояния между ними.

На рисунке показано расположение молекул воды в твёрдом (а), жидком (б) и газообразном (в) состояниях. Обратите внимание: сами молекулы одинаковы, однако их расположение и расстояния между ними различны.