В океане энергии

Гальвани, однако, продолжал кастаивать на своем, он так и умер, не закончив спора. Сегодня в любом учебнике физики можно прочитать, что в споре между Гальвани и Вольта прав был Вольта: электричество возникает при соединении двух разнородных металлов. Вольтов столб есть не что иное, как первая в мире электрическая батарейка. Но не станем спешить с выводами. Заметим только, что Гальвани в споре с Вольта говорил не об электричестве вообще, а о том конкретном электричестве, которое заставляет подергиваться лягушачью лапку.

Твердое тело

Тем, что окружающий нас мир таков, каков он есть, мы обязаны свойствам электрона. Конечно, ядра тоже участвуют в построении картины мира, но они создают как бы сцену, на которой, образно говоря, электроны разыгрывают свои спектакли. Достаточно изменить хотя бы что-нибудь, например разрешить электрону занимать в атоме любые энергетические уровни, как все электроны рано или поздно упадут на соответствующие ядра и мир станет выглядеть невообразимо иначе. К счастью, такого не происходит, и мы продолжаем жить в окружении твердых, жидких и газообразных тел. Сейчас нас интересуют твердые тела, еще точнее, кристаллические твердые тела.

В кристаллическом твердом теле, или, короче, кристалле, электроны всех атомов делятся как бы на две группы: сильно связанные с ядром и не сильно связанные. Последние называют также валентными. Атомные ядра вместе с сильно связанными электронами располагаются на одинаковых расстояниях друг от друга и образуют регулярную периодическую структуру — кристаллическую решетку. Электромагнитные поля всех валентных электронов и всех атомных остатков складываются, образуя общее электромагнитное поле кристалла. Поле это чрезвычайно сложное, оно обладает периодической структурой. Предположим, что вам удалось измерить, скажем, напряженность магнитного поля в некоторой точке внутри кристалла. Тем самым вы узнали величину и направление векторов напряженности магнитного поля во всех точках внутри кристалла, расположенных на одной прямой и на расстояниях друг от друга, кратных постоянной кристаллической решетки. У большинства кристаллов постоянная кристаллической решетки (она, кстати сказать, различна в различных направлениях) имеет порядок 10~* см.

Радиусы атомных ядер (мы уже говорили об этом) имеют порядок I0-13 см, а расстояния между атомными ядрами—10~8см. Переходя к привычным представлениям, можно сказать, что кристалл выглядит так же, как если бы шарики радиусом, скажем, 1 см располагались на расстояниях друг от друга порядка 1 км. Стоя возле одного такого шарика, вы просто не видели бы всех остальных.