| s-103
| Vteřina i metr jsou ovšem dnes již definovány nezávisle na těchto normálech, a to vteřina pomocí počtu kmitů vysokofrekvenčního záření, které vysílá atom césia, a metr počtem délek vlny modré spektrální čáry atomu xenonu. |
| s-104
| Taková měření vyžadují ovšem velkou technickou vyspělost, a pro naši zprávu by bylo nutné zvolit jednodušší, byť méně přesný způsob. |
| s-105
| Například při předávání zprávy elektromagnetickými vlnami by bylo možné vymezit jednu vteřinu vzdáleností řady impulsů ve zprávě a jeden metr definovat tak, že světlo uletí za vteřinu # metrů. |
| s-106
| Jednotku hmotnosti, kilogram, je pak možno vyjádřit hmotností krychle určité tuhé látky, například čistého stříbra. |
| s-107
| Stříbrná krychle o hraně # metr má hmotnost # * . |
| s-108
| Jednotku elektrického náboje, coulomb, je pak již jednoduché definovat pomocí určitého kovu, například opět stříbra, a to množstvím kovu, které se nábojem jednoho coulombu vyloučí při elektrolýze na katodě. |
| s-109
| Všechny ostatní jednotky lze odvodit z těchto čtyř, a tím je tedy naše zpráva doplněna o příslušná měřítka. |
| s-110
| Způsob, který jsme zde zvolili, není nejpřesnější, přesnější jsou normály dohodnuté Mezinárodní unií na Zemi, ale pro účel zprávy plně vyhovují. |
| s-111
| Na jejich základě mohou ti, kdo by zprávu přijali, srovnat velikosti a hmotnosti předmětů, které mají k dispozici, s údaji o velikosti atomů a jader a zahájit práce na rozmnožení těchto údajů a jejich praktickém využití. |
| s-112
| Bytostem, které by byly na zcela primitivní úrovni výroby, by ovšem informace o atomové struktuře hmoty a vlastnostech atomů sotva pomohla. |
| s-113
| Museli bychom zprávu doplnit o další informace, které rovněž nelze získat přímou smyslovou zkušeností, především o elektrickém proudu a popřípadě o výrobě kovů, bez níž by nebylo možno přikročit k budování strojů na výrobu elektřiny a strojírenství vůbec. |
| s-114
| Tím se dostáváme k třetí části zprávy. |
| s-115
| Měla by obsahovat údaje o metodách a přístrojích, kterými pronikáme za hranice možností svých smyslů a získáme poznatky, které nám přímá smyslová zkušenost neposkytuje. |
| s-116
| Fotografická deska, rentgenová lampa, urychlovač částic a spektroskop by patřily k nejdůležitějším. |
| s-117
| Zde však nebudeme v našem rozboru pokračovat. |
| s-118
| Pozorný čtenář beztak postřehl již při sestavování zprávy o atomech, že existuje celá řada dalších faktorů, které umožňují či znemožňují využití znalostí o atomové struktuře látek v eventuální společnosti inteligentních bytostí na jiné planetě. |
| s-119
| Tyto faktory jsou dány celou historií vývoje takové společnosti. |
| s-120
| V našich podmínkách, které známe z historie lidstva, by informace o atomové struktuře byla bezprostředně využitelná poměrně pozdě, například u středověkých alchymistů, kterým by přinejmenším ušetřila spoustu práce s pokusy přeměnit různé látky na zlato a jejich mecenášům zbytečné výdaje. |
| s-121
| Nám tato úvaha pomohla aktivně shrnout základy současných znalostí fyziky o hmotě a vyhledat mezi jejími základními poznatky takové, které principiálně stačí k pochopení vlastností látek a jevů v nich probíhajících. |
| s-122
| Použijeme nyní to, co jsme shrnuli ve stručné zprávě pro jinou planetu, při popisu jevů, které charakterizují různá skupenství látek, především plazma. |
| s-123
| Při teplotě blízké absolutní nule, čili nula Kelvina, jsou všechny látky v pevném skupenství. |
| s-124
| Atomy, z kterých je látka složena, jsou v tomto případě navzájem pevně vázány silami elektrického původu, nemohou se v látce volně pohybovat a tvoří zpravidla pravidelnou krystalovou mřížku. |
| s-125
| Jednotlivé atomy nelze sice pozorovat ani v elektronovém mikroskopu, avšak informace o jejich uspořádání a vzájemných vzdálenostech lze získat z interferenčních obrazů odražených nebo prošlých rentgenových paprsků. |
| s-126
| Vlnová délka těchto paprsků je přibližně stejná jako vzdálenost mezi atomy v krystalové mřížce a vyhodnocení snímků ukazuje, že v krystalu jsou atomy uloženy pravidelně a navzájem se dotýkají. |
| s-127
| Při zvyšování teploty pevné látky, například krystalu kovu, se interferenční rentgenový obraz mění velmi málo, dá se z něho zjistit, že atomy se od sebe nepatrně vzdalují, a stává se poněkud méně ostrým. |
| s-128
| Neostrost je důsledek toho, že atomy se v krystalové mřížce pohybují rychleji kolem svých klidových poloh a rentgenogram rozmazávají. |
| s-129
| Jejich střední vzdálenost se následkem pohybu poněkud zvětší a látka se roztahuje. |
| s-130
| Při dosažení určité teploty pro každou pevnou látku charakteristické, bod tání, se skupenství změní na kapalné. |
| s-131
| Pravidelný interferenční obraz rentgenového paprsku zmizí, a protože objem látky se zpravidla téměř nezmění, znamená to, že atomy zůstávají v kapalině nadále v dotyku a navzájem drží pohromadě přitažlivými silami, avšak ztratí své pravidelné uspořádání v mřížce. |
| s-132
| Další zahřívání přivede opět při určité charakteristické teplotě kapalinu k varu. |
| s-133
| Nad teplotou varu může látka existovat již jen ve skupenství plynném. |
| s-134
| Tepelný pohyb jednotlivých atomů je tak rychlý, že překoná síly soudržnosti, a atomy či molekuly se navzájem odpoutají a pohybují se zcela volně v prostoru. |
| s-135
| Je-liplyn uzavřen v nádobě, narážejí jeho molekuly na stěny a vyvolávají tlak, který při zvyšování teploty stoupá, neboť s teplotou roste rychlost pohybu molekul. |
| s-136
| Zdálo by se, že další zvyšování teploty plynu nevyvolá nové změny jeho vlastností kromě stále roustoucího tlaku. |
| s-137
| Atomy, molekuly, pohybující se zcela neuspořádaně a narážející na sebe navzájem a na stěny nádoby, jsou jistě natolik chaotickým souborem, že si nelze představit další změny v jeho struktuře. |
| s-138
| Atomy, a tím spíše molekuly plynu, nejsou však jednoduchými, dále nedělitelnými částicemi. |
| s-139
| Jsou-lisrážky mezi nimi příliš prudké, projeví se jejich vnitřní struktura a rozbitelnost. |
| s-140
| Vezměme si jako příklad vodík. |
| s-141
| Je tuhý při teplotě nižší než # * , vře za atmosferického tlaku # * při # * . |
| s-142
| Při pokojové teplotě je vodík plynem složeným nikoliv z jednotlivých atomů, nýbrž z dvouatomových molekul. |
| s-143
| Vždy dva atomy jsou spolu pevně spojeny chemickou vazbou. |
| s-144
| Tato vazba není ovšem nekonečně pevná. |
| s-145
| Odpovídá energii # * . |
| s-146
| Narazí-lidvě molekuly vodíku na sebe příliš prudce, může se jedna z molekul, případně obě, rozdělit na volné atomy. |