Почему вода не выходит из стакана между атомами стекла, которые теоретически полые? | Ученые отвечают | Наука

В этом вопросе есть проблема, поскольку в его формулировке, похоже, учитывается, что атомы стакана пусты, но не воды. То есть делает различие между атомами в зависимости от того, состоят ли они из твердого вещества – кристалла – или жидкого – воды. И на самом деле мы не можем провести это различие: мы все атомы материи Они имеют одинаковые основные характеристики, хотя разные вещества, из которых состоят эти атомы, имеют разные свойства: вода в жидком состоянии может деформироваться, а стекло в твердом состоянии — нет.

Но, несмотря на это, интересный момент вопроса состоит в том, чтобы выяснить, пусты ли атомы или нет. И ответ в том, что они не совсем пусты, поскольку существует вероятность присутствия одного или нескольких электроны вокруг ядра каждого атома. И эти электроны создают квантовое электромагнитное поле. Это электромагнитное поле отвечает за отталкивание или притяжение между атомами, а это означает, что между ними существуют барьеры, в том числе и между барьерами воды, потому что барьеры есть во всех типах материи. Чтобы ответить, почему вода не выходит из стакана, в котором она находится, мне придется обратиться к тем электроны атомов а также отталкивания и притяжения между ними.

Итак, начнем с того, что состояние атомов нельзя трактовать как пустое из-за наличия тех электронов, которые создают электромагнитные поля квантовый. Это значит, что если электрон атома воды захочет разместиться там, где находятся электроны кристалла, из которого сделано стекло, он не сможет этого сделать. Это решение Паули. или принцип исключения Паули, что говорит нам о том, что в каждом энергетическом состоянии существует фиксированное количество электронов, вы не можете иметь все электроны, которые хотите, там, где хотите.

С точки зрения классической физики, мы имеем то же самое отталкивание и притяжение. Мы уже знаем, что частицы с одинаковым зарядом отталкивают друг друга, а частицы с разными зарядами притягивают друг друга. Поскольку все электроны имеют отрицательный заряд, они отталкивают друг друга; но их притягивают положительно заряженные частицы. Вода прилипает к стеклу, но при этом сцепляется друг с другом, и это происходит из-за этих отталкиваний и притяжений. Это происходит как в подростковом возрасте, когда у девочек и мальчиков появляется привязанность к своему дому и семье, но они также начинают испытывать привязанность к внешнему миру и группам друзей.

Но, кроме того, нам необходимо иметь квантовую точку зрения, физику, которая работает с микроскопические системыэто говорит нам о том, что два электрона не могут находиться в одном и том же состоянии. Итак, если атом кристалла уже имеет полные позиции для своих электронов, атом воды не может туда войти, и это препятствует прохождению атомов воды через кристалл.

Рут ЛазкозОна доктор физики, профессор Университета Страны Басков.

Координация и написание:Виктория Торо.

Вопрос отправлен по электронной почте отКарлос Мигель Вега Гомес.

Ученые отвечаютэто еженедельная научная консультация, спонсируемая программойL’Oréal-Юнеско «Для женщин в науке»и дляБристоль Майерс Сквиббкоторый отвечает на вопросы читателей о науке и технике. Это ученые и технологи, партнерыАМИТ(Ассоциация женщин-исследователей и технологов), тех, кто отвечает на эти вопросы. Отправляйте свои вопросы на [email protected]или X #werespond.