Приращение массы

Введение в атом энергии «разрешенного» уровня может не вызвать перескакивание электрона с одной оболочки на другую. У электронов есть одна характеризующая их особенность, которую называют «спином». Если упрощенно представить себе электрон в виде шарика, то «спин» с таким же упрощением можно считать вращением этого шарика вокруг своей оси. Такой же «спин» есть и у других элементарных частиц, в частности, у протонов. Атом основного изотопа водорода состоит, как известно, из одного протона в ядре и одного электрона в оболочке. У атома водорода могут быть два энергетических состояния: когда «спины» протона и электрона совпадают по направлению (вращаются в одну сторону) и когда их «спины» не совпадают. Первый случай соответствует большему энергетическому уровню. Для того чтобы перевести атом водорода из меньшего уровня в больший, надо воздействовать на него квантом электромагнитного колебания, соответствующего длине волны в 21 см. Поглотив этот квант (фотон), атом переходит на больший энергетический уровень. При обратном переходе атом излучает квант, соответствующий этой же длине волны. В космическом пространстве много атомов водорода, и оттуда непрерывно поступает излучение на волне 21 см, которое принимается радиотелескопами.

Фотоны принадлежат к элементарным частицам особого рода — у них нет массы покоя. Поэтому они движутся с наибольшей возможной в природе скоростью, которая называется скоростью света. Но не только фотоны имеют такую двойственную природу, являясь одновременно и частицами и волнами. Этим же свойством обладает и любая элементарная частица, имеющая массу, например электрон. У электрона есть масса, являющаяся массой покоя. По теории относительности, масса тела при его движении увеличивается. Однако при тех скоростях, которые приобретает электрон в радиоаппаратуре, с этим увеличением массы можно не считаться. Заметное приращение массы начинается лишь при приближении к скорости света, например, при скорости 260 000 км/сек масса движущегося тела удваивается. Однако в радиоаппаратуре электроны не развивают скорости, превышающей 0, 5 скорости света, т. е. 30 000 км/сек. При такой скорости масса электрона увеличивается всего в 1,005 раза.