Proton beregning - basisværdi elementarpartikelfysikken

Hvis du er fortrolig med atomets struktur, du sikkert ved, at et atom af ethvert element består af tre typer af elementarpartikler: protoner, elektroner, neutroner. Protoner kombineret med neutroner til dannelse af kernen af et grundstof. Da ladningen af protonen er positiv, er kernen altid positivt ladet. Den elektriske ladning af den atomkerne kompenseret sky omkring andre elementarpartikler. Den negativt ladede elektron - dette er den komponent atomer, der stabiliserer ladningen af en proton. Afhængigt af hvor mange elektroner omgiver kernen kan elementet være enten elektrisk neutralt (i tilfælde af lige antal protoner og elektroner i atomet), eller har en positiv eller negativ ladning (i tilfælde af mangel eller overskud af elektroner, henholdsvis). element atom bærer en vis ladning kaldes ion.

Det er vigtigt at huske, at det er antallet af protoner er bestemt af egenskaberne af elementer og deres placering i det periodiske system det. D. I. Mendeleeva. Indeholdt i nucleus neutroner har ingen afgift. På grund af den kendsgerning, at massen af neutron og proton korreleret og praktisk lig med hinanden, og massen af elektronen er ubetydelig i forhold til dem (i 1836 gange mindre end massen af en proton), antallet af neutroner i sin kerne har en meget vigtig rolle, nemlig bestemmer stabiliteten af systemet og hastigheden af henfald af radioaktive kerner. Indhold af neutron bestemmes ved isotop (sort) af elementet.

Men på grund af det misforhold mellem masserne af de ladede partikler, protoner og elektroner har forskellig specifik ladning (denne værdi bestemmes ved forholdet mellem de elementære partikler af ladning til sin vægt). Betyder, at andelen af proton afgift er 9.578756 (27) x 107 C / kg mod -1,758820088 (39) 1011 · elektronen. På grund af de høje specifikke ladningsværdier af gratis protoner kan ikke eksistere i flydende medier: de giver hydrering.

Masse og ladning af protonen - en bestemt størrelsesorden, som var i stand til at etablere i begyndelsen af sidste århundrede. Hvem af de forskere gjorde det - en af de største - åbningen af det tyvende århundrede? Tilbage i 1913, Rutherford, baseret på det faktum, at masserne af alle kendte kemiske grundstoffer er større end massen af et hydrogenatom til et helt antal gange, foreslog, at kernen af hydrogenatomet inkluderet i kernen af et atom af ethvert element. Noget senere Rutherford udført et eksperiment, hvori studerede interaktionen med nitrogen kerner alfapartikler. Som følge af forsøget fra kernen af et atom fløj partikel som Rutherford kaldet "proton" (af det græske ord "protos" - den første) og foreslog, at det er kernen af hydrogenatomet. Antagelsen er blevet bevist eksperimentelt i gentagelse af denne videnskabelige erfaringer i skyen kammer.

Rutherford samme hypotese om eksistensen af partiklen i atomkerne blev foretaget i 1920, som er lig med massen af proton, men bærer ingen elektrisk ladning. Men det var ikke muligt at påvise denne partikel til Rutherford. Men i 1932, hans elev Chadwick eksperimentelt bevist eksistensen af neutroner i kernen - partikler som forudsagt Rutherford, omtrent lige i proton masse. Detect neutroner var vanskeligt, fordi de har ingen elektrisk ladning og derfor ikke kommer i samspil med andre kerner. Manglende ladning skyldes egenskaberne af neutroner som en meget høj gennemtrængningsevne.

Protoner og neutroner er bundet i atomkernen er meget stærk kraft. Nu fysik konvergere på ideen om, at disse to grundlæggende nukleare partikler er meget lig hinanden. Så de har samme tilbage, og nukleare kræfter virker på dem helt lige. Den eneste forskel - den positive ladning af protonen, neutron samme har uden beregning. Men som den elektriske ladning i nukleare interaktioner har ingen betydning, det kan kun betragtes som en slags proton etiket. Men hvis proton elektrisk ladning fratage, vil han miste sin individualitet.