появлению темных полосок при наложе­нии света на свет. Суть ее можно описать с помощью парадоксального утверждения: свет, добавленный к свету, не обязательно дает более сильный свет, но может давать более слабый и даже темноту. Причина этого заключается в том, что согласно волновой теории, свет представляет со­бой не поток материальных частиц, а колебания упругой сре­ды или волновое движение.

При наложении друг на друга цепочек волн в противоположных фазах, где гребень одной волны совмещается со впадиной другой, они уничтожают друг друга, в результате чего появляются темные полосы. Явления интерференции и дифракции могли быть объяснены только в рамках волновой теории и не поддавались объясне­нию на основе механической корпускулярной теории света. Итак, к концу XIX в.

физика пришла к выводу, что мате­рия существует в двух видах: дискретного вещества и непрерывного поля. Основы представлений о материи, суще­ствующей в форме вещества и поля можно свести к следу­ющим положениям. Вещество и поле различаются как корпускулярные и вол­новые сущности: вещество дискретно и состоит из атомов, а поле непрерывно. Вещество и поле различаются по своим физическим ха­рактеристикам: частицы вещества обладают массой покоя, а поле — нет.

Вещество и поле различаются по степени проницаемос­ти: вещество мало проницаемо, а поле, наоборот, полностью проницаемо. Скорость распространения поля равна скорости света, а скорость движения частиц вещества меньше ее на много порядков. В результате открытий в физике в конце XIX и начале XX столетий обнаружилось, что нет пропасти между веще­ством и полем: поле, подобно веществу, обладает корпуску­лярными свойствами, а частицы вещества, подобно полю, — волновыми.

Расширение представлений об элементах материальных систем Расширение представлений об элементах материаль­ных систем связано с проникновением вглубь материи и неразрывно с развитием атомно-молекулярной теории строения вещества. Можно выделить 3 этапа в развитии атомно-молекулярной теории. Первый из них связан с пред­ставлениями древних греков и, в частности Демокрита, о мельчайших неделимых частицах вещества (

это достаточ­но подробно обсуждалось при рассмотрении истории есте­ствознания). Вторым этапом развития теории является экс­периментальное подтверждение атомной теории Бойлем. Третьим важным шагом является открытие возможности со­единения атомов в молекулы. Первый эксперимент, подтверждающий атомную при­роду вещества, был проведен в 1662 году ирландским химиком Робертом Бойлем (1627-1691).

Он сжимал воздух в U -образной трубке под действием столбика ртути и обнару­жил, что объем воздуха в трубке обратно пропорционален давлению: PV = const . Французский физик Эдм Мариотт (1630-1684) подтвердил это соотношение через 14 лет пос­ле Бойля и заметил, что оно выполняется только при посто­янной температуре. Объяснить результаты Бойля и Мариотта можно, только если признать, что воздух состоит из атомов, разделенных пустым пространством.

Сжатие воз­духа обусловлено сближением атомов и уменьшением объе­ма пустого пространства. Если газы состоят из атомов, то можно допустить, что твердые вещества и жидкости тоже состоят из атомов. Например, вода при нагревании кипит и превращается в пар, который, подобно воздуху, можно сжать. Значит, водяной пар состоит из атомов. Но если пар состоит из атомов, то почему жидкая вода и лед не могут состоять из атомов?

А если это справедливо для воды, то это может быть справедливо и для других веществ. Таким образом, эксперименты Бойля и Мариотта подтвердили существова­ние мельчайших частиц вещества. Оставалось выяснить, что из себя представляют эти частицы. В течение последующих 150 лет основные усилия хи­миков были направлены на установление состава различных веществ.

Вещества, которые разлагались на более простые вещества, были названы «соединениями» (сложными веще­ствами), — например, вода, углекислый газ, железная ока­лина. Вещества, которые нельзя далее разложить, называ­лись «элементами» (простыми веществами), например, водород, кислород, медь, золото. В 1789 году великий фран­цузский химик Антуан-Лоран Лавуазье (1743-1794)

опуб­ликовал знаменитую книгу «Элементарный курс химии» («Traite elementaire de chimie »), в которой систематизировал накопленные к тому времени знания по химии по 33 веще­ствам. Два из этих веществ были неверными в принципе (свет и теплород), а 8 оказались впоследствии сложными веще­ствами (известь, кремнезем и др.). Развитие техники количественных измерений и методов химического анализа позволило определять соотношение элементов в соединениях. Французский химик Жозеф Луи Пруст (1754—1826)

после тщательнейших экспериментов с рядом ве­ществ установил закон постоянства состава, согласно ко­торому все соединения содержат элементы в строго опреде­ленных весовых пропорциях, независимо от способа получе­ния. Так, например, сернистый газ, полученный сжиганием серы или действием кислот на сульфиты, или любым другим спосо­бом, всегда содержит 1 весовую часть серы и 1 весовую часть кислорода.

Закон Пруста имел для химии фундаментальное зна­чение. Он привел к мысли о существовании молекул и под­твердил неделимость атомов. В самом деле, почему в сернис­том газе весовое соотношение серы и кислорода всегда 1:1, а не 1,1:0,9 или 0,95:1,05 и т. д.? Этот результат легко объяснить, если предположить, что атомы серы соединяются с опреде­ленным числом атомов кислорода и образуют частицы серни­стого газа (

эти частицы и были впоследствии названы «моле­кулами»), причем масса атомов серы равна массе атомов кис­лорода. Это экспериментальное правило было названо законом кратных отношений. Из закона кратных отношений очевидно следует, что атомы элементов соединяются в моле­кулы, причем молекулы содержат небольшое число атомов. Измерение весового содержания элементов позволяет, с одной стороны, определять молекулярные формулы соединений, а с другой стороны — находить относительные веса атомов.