РАЗМЕРЫ ОБИТАТЕЛЕЙ МИКРОМИРА

Все обитатели микромира – локализованные (ограниченные в пространстве) образования, поэтому размер обитателя микромира – первый параметр, формирующий правильное представление о нём. Природа обитателей микромира такова, что все они изменяют свои геометрические размеры в определённых пределах.

Таблица 1. Диапазоны изменения множителей для образования десятичных

кратных и дольных единиц, их наименования и обозначения

Диапазон изменения	Наименование	Обозначения русское/междунар.
	йота	?
	зета	З/Z
	экса	Э/Е
	пета	П/Р
	тера	Т/Т
	гига	Г/G
	мега	М/М
	кило	к/k
	гекто	г/h
0,0-	дека	Да/da
0,0	начало	Начало/Start (H/S)
	деци	д/d
	санти	с/с
	милли	м/m
	микро	мк/
	нано	н/n
	пико	п/p
	фемто	ф/f
	атто	а/a
	?	?
	йокто	?

Все параметры фотона, например, изменяются в интервале, примерно, 16-ти порядков ( ). Электрон в свободном состоянии всегда имеет строго постоянные параметры. Это постоянство обеспечивается совокупностью более 20 констант, управляющих формированием его структуры. Параметры электрона меняются только тогда, когда он находится в составе атома, молекулы или кластера. Протон – локализованное образование. В свободном состоянии он также имеет строго постоянные параметры. Они меняются только тогда, когда протон вступает в связь с нейтроном при формировании ядра. Нейтрон – также локализованное образование с постоянными параметрами, которые могут меняться при вступлении в связь с протонами и друг с другом.

Атомы, молекулы и кластеры (совокупности электронов, протонов нейтронов и молекул) – локализованные образования с меняющимися параметрами. Процессом изменения этих параметров управляют фотоны, излучаемые и поглощаемые электронами атомов и протонами ядер.

В последние годы для характеристики размеров обитателей микромира введено понятие «Нано», которое рождает массу противоречий с реальными размерами обитателей микромира и с результатами экспериментов. Нано – греческое слово, означающее карлик. В системе СИ находим небольшое уточнение научной сути этого понятия. Там понятием «НАНО» назван множитель . Его можно пристегнуть к любой физической величине и по смыслу она должна быть карликовой. Но размеры фотонов изменяются в интервале 16-ти порядков, поэтому их невозможно объединить понятием «НАНО».

Чтобы облегчить формирование представлений о размерах обитателей микромира, желательно иметь названия диапазонов их изменений. Для этого возьмём ноль (0) в качестве начала изменения диапазонов множителей. В результате и получим диапазоны и их названия, соответствующие понятиям системы СИ (табл. 1).

В этом случае множитель получает диапазон изменения, который придаёт понятию НАНО более чёткий физический смысл (табл. 1).

Итак, мы ввели диапазоны изменения множителей для образования десятичных кратных и дольных единиц, - их наименования и обозначения. Используем эти диапазоны для представления размеров основных обитателей микромира: фотонов, электронов, протонов, нейтронов, ядер, атомов, молекул и кластеров, и таким образом свяжем эти размеры с системой СИ (табл. 1, рис. 1).

Рис. 1. Шкала диапазонов изменения размеров элементарных обитателей

микромира

Введённый нами диапазон НАНО, соответствует параметрам обитателей микромира, изменяющимся в интервале м. (табл. 1 и рис. 1). Это - диапазон изменения размеров атомов, молекул и кластеров. Однако, атомы соединяют в молекулы электроны, а их размеры находятся в ФЕМТО диапазоне (табл. 1 и рис. 1). Теоретическая величина радиуса свободного электрона строго постоянна и равна . Она отличается от его экспериментальной величины в 6-м знаке после запятой . Размеры протонов, нейтронов и ядер находятся в АТТО диапазоне . Носителями тепла и информации являются, в основном, фотоны, которые излучаются и поглощаются электронами и протонами. Их размеры изменяются от АТТО диапазона до САНТИ диапазона (табл. 1, рис. 1). Интересно отметить, что максимум излучения во Вселенной формируют фотоны с размерами . Это МИЛИ диапазон (табл. 1, рис. 1).

Основными величинами в системе СИ являются: длина (L), измеряемая в метрах (м); масса (М), измеряемая в кг; время (Т), измеряемое в секундах (с); сила электрического тока (I), измеряемая в амперах (А); термодинамическая температура ( ), измеряемая в кельвинах (К); сила света (J), измеряемая в канделах (кд); количество вещества (N), измеряемое в молях (моль).

Остальные единицы измерений считаются дополнительными. Главное, что нам необходимо запомнить: энергия в системе СИ измеряется в джоулях (Дж), а в микромире используется внесистемная единица энергии электрон-вольт (эВ, eV). Один электрон-вольт равен .

Носителями тепла и информации являются, в основном, фотоны, которые излучаются и поглощаются электронами и протонами. Их размеры изменяются (рис. 1) от атто диапазона до милли диапазона

Поскольку в системе СИ в качестве единицы геометрической длины принят метр, то нано множитель - одна миллиардная часть метра. Одну десятую миллиардной части метра называют ангстремом. Если обитатель микромира имеет размер, равный 1000 ангстрем, то мы можем записать его так , а можем и так . Если же размер объекта микромира равен 0,001 ангстрема, то его можно записать так или так . Что же взять за основу, чтобы облегчить формирование представлений о размерах обитателей микромира? Опыт показывает, что удобнее всего все размеры записывать так, чтобы до запятой стояли простые числа от 1 до 9. В этом случае формируется чёткое представление о порядках размеров обитателей микромира. Например, число означает, что размер объекта микромира равен трем миллионным метра.

Представленная информация об интервалах изменения размеров участников, так называемых «нанотехнологий», свидетельствует о невозможности придать этому понятию обобщающий смысл. Логичнее использовать для этого давно существующие понятия макромир и микромир, из которых следуют обобщающие названия «макротехнологии» и «микротехнологии».

Вполне естественно, что корректная интерпретация любого микротехнологического процесса невозможна без детальной информации об основных обитателях микромира: фотонах, электронах, протонах, нейтронах, ядрах, атомах, молекулах и кластерах. Анализу структур этих образований и их поведению и посвящён данный учебник. В нём показана глубина проникновения человеческой мысли в тайны микромира на данном этапе развития Земной цивилизации.

Неожиданно к научным проблемам микромира присоединились и научные проблемы макромира, которые считались решёнными окончательно. Так как теории, описывающие поведение обитателей микромира и макромира, взаимосвязаны, то анализ противоречий в старых теориях микромира показал, что некоторые из них являются следствиями ошибочности теорий макромира, считавшихся абсолютно правильными.

Ошибочным оказался закон равномерного движения тел - первый закон Ньютона, который гласит: «Если на изолированное материальное тело или точку не действуют никакие силы, то это тело или точка находятся в состоянии покоя или движутся прямолинейно и равномерно». Сразу возникает вопрос: разве может двигаться тело, если на него не действуют никакие силы? Они ж ведь действуют и должна быть математическая модель, описывающая это действие, но её нет. В первом законе Ньютона нет математической модели. Более 300 лет все соглашались с ненадобностью математической модели для описания равномерного прямолинейного движения тела или его равномерного вращения, несмотря на явную потребность в такой модели.

Если рассматривать равномерное прямолинейное движение автомобиля, то, двигаясь равномерно, он расходует топливо и совершается работа по перемещению автомобиля. Значит, существует сила, движущая автомобиль равномерно и совершающая работу. Из этого следует, что должна быть математическая модель для описания равномерного прямолинейного движения тела, в которую должна входить указанная сила и мы обязаны уметь рассчитывать её. Однако, более 300 лет существования динамики Ньютона, учёные не умели делать это.