Атмосфера на лабораторном столе.

В одном из опытов Перрен, зажав каплю взвеси между двумя стеклами (зазор составлял всего 100 мкм), поставил стекла вертикально и наблюдал, как частички медленно опускались вниз. Когда частички медленно опускались вниз. Когда частички постепенно распределились по высоте, Перрен увидел, что полученное распределение частиц очень напоминает строение… воздушной атмосферы Земли. У нижнего края стекол скопилось много частиц, и количество их уменьшалось с высотой в соответствии с закономерностью изменения плотности газов, составляющих атмосферу Земли. Ко времени опытов Перрена ученые узнали, что плотность кислорода в 1 см³ убывает вдвое с подъёмом на каждые 5 км; плотность углекислого газа падает также вдвое при подъеме на высоту всего 3,6 км, а для такого же уменьшения плотности гелия надо подняться на высоту 40 км!

Ученые понимали, что подобная закономерность связана с различием в массах отдельных молекул: молекула гелия, видимо, в 8 раз легче молекулы кислорода, а молекула углекислого газа в 1,37 раза тяжелее. Но только опыты Перрена подтвердили этот вывод точным цифрам.

Расчёты с помощью пропорций позволили Перрену определить массу атомов водорода и их число в 1 г вещества. И затем, конечно, многих других газов. Перрену был известен радиус шариков гуммигута, а с помощью микроскопа и целой серии тщательно выполненных рисунков он определил среднее смещение шариков определенного размера при броуновском движении. Расчеты формуле Эйнштейна удивительно точно совпали с выводами, сделанными Перреном из сравнения поведения шариков в воде с распределением плотности воздушной атмосферы Земли по высоте. Оба пути привели к одному и тому же числу: 6 * 10²³ атомов водорода в 1 г при массе каждого атома водорода 1,7 * 10^{-24 г. Молекула водорода, состоящая из двух атомов, следовательно, весит в 2 раза больше.}

Теперь ученые знали число и массу атомов молекул, еще не видя их…

Вопросы:

1. Что использовал в своих исследованиях Перрен?
2. Какова была цель опытов учёного?
3. Какой вывод был сделан Перреном?
4. Если бы результаты опыта отличались от расчетов, то можно ли было их результаты принимать безоговорочно?

Дата добавления: 2015-07-25