სუბატომიური ნაწილაკების მაგალითი

Სუბატომური ნაწილაკები Ისინი არიან პატარა ერთეული, რომელიც ატომს ქმნის. ყველაზე მნიშვნელოვანია სამი: პროტონი და ნეიტრონი ატომური ბირთვის ფორმირება და ელექტრონი, ამ უკანასკნელის გარშემო ბრუნავს.

მატერია, ყველაფერი, რაც მოიცავს საიტს სივრცეში, შედგება ფუნდამენტური ერთეულებისგან, რომელსაც ეწოდება ატომები. არსებული ატომების რაოდენობა არის რიცხვების რიცხვი ქიმიური ელემენტები პერიოდულ ცხრილზე.

ატომების სხვადასხვა კომბინაცია წარმოადგენს ყველაფერს, რაც ვიცით; ეს კომბინაციები ორივეს შესწავლის ობიექტია არაორგანული ქიმია და Ორგანული ქიმია.

იგი ასევე შეისწავლება ატომების ინტერიერში, რაც ემთხვევა ძირითადი სტრუქტურის არსებობას, რომელიც შედგება ქვედა ნაწილაკებისგან, რომლებსაც ატომური ბირთვი და ელექტრონები ეწოდება.

ატომური ბირთვი იგი შედგება ორი განსხვავებული ტიპის ნაწილაკებისგან: პროტონები და ნეიტრონები.

პროტონები ატარებენ დადებით ელექტრულ მუხტს (+) და ნეიტრონები არ იტვირთება. ელექტრონები, რომლებსაც აქვთ უარყოფითი მუხტი (-) ისინი ურთიერთქმედებენ პროტონის მუხტთან და წარმოიქმნება მიზიდულობის ფენომენი, რომელიც ატომს ენერგეტიკულ გარკვეულ მდგომარეობაში ინარჩუნებს.

ნათქვამია, რომ ატომი სტაბილურია, როდესაც პოზიტიური და უარყოფითი მუხტები ერთმანეთს მთლიანად აუქმებს.

ელექტრონი

ჩვეულებრივი წნევის დროს ჰაერი ძალიან ცუდად ატარებს ელექტრულ დენს. მაგრამ იშვიათი ჰაერი, რადგან იგი არსებობს ვაკუუმის განმუხტვის მილში, ატარებს მიმდინარეობას ნაწილაკების სხივის სახით, რომელსაც კათოდური სხივები ეწოდება. 1879 წელს სერ უილიამ კრუკსმა დაამტკიცა, რომ ნაწილაკები ატარებენ ელექტრულ მუხტს.

1895 წელს ჟან პერინმა შეძლო დაადასტურა, რომ ბრალდება უარყოფითია; ხოლო ნაწილაკებს ელექტრონები დაარქვეს. იმავე წელს, ელექტრულ ველში სხივების გადახრის შესწავლა, სერ ჯ. ჯ. ტომპსონმა დაადგინა სპეციფიკური მუხტის მნიშვნელობა, რომელიც არის ელექტრონის მუხტის (ე) და მასის (მ) მუხტის თანაფარდობა.

1.7592 * 10 მნიშვნელობიდან⁸ კულონები / გრამი "ე / მ" და "ე" -ს მნიშვნელობა (1.602 * 10)^-19 კულონები), პირველად დაადგინა რ. რომ მილიკანი 1917 წელს გამოითვალეს ელექტრონის მასა, რომელიც არის წყალბადის ატომის მასის 1/1838.

ელექტრონული მუხტი = 1.602 * 10^-19 კულონები

ელექტრონის მასა = წყალბადის ატომის მასის 1/1838

ელექტრონის მუხტის პირველი განსაზღვრა გააკეთა ტაუნსენდმა (1897), ჯ. ჯ. ტომსონი და ჰ. რომ ვილსონი (1903), ეს უკანასკნელი C კამერის გამოყენებით. თ. რ. ვილსონი (1897) აწარმოებს ნისლებს, მოწყობილობა, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ატომური სტრუქტურის გამოკვლევაში.

ელექტრონები გვხვდება ატომის გარე ნაწილში, სადაც აღწერილია ბირთვის გარშემო მოძრაობა, ისევე როგორც პლანეტები მზის გარშემო. ელექტრონების რაოდენობა ბირთვთან არის ის, რაც მიანიშნებს რომელი ქიმიური ელემენტისაა.

მაგალითად, თუ ატომში მხოლოდ ერთი ელექტრონია, ელემენტია წყალბადის. თუ 23 ელექტრონია, ეს არის ნატრიუმი. თუ 80 ელექტრონია, ელემენტია მერკური.

პროტონი

როდესაც ელექტროენერგია გაივლის ვაკუუმის მილში, რომელშიც პერფორირებული დისკი მოქმედებს, როგორც ა კათოდური (უარყოფითი ელექტროდი), კათოდური სხივები (ელექტრონები) მიმართულია ანოდისკენ (ელექტროდი) პოზიტიური); მაგრამ პოზიტიურად დამუხტული ნაწილაკები გამოჩნდება კათოდის მეორე მხარეს და მათი ძლიერი მიმართულებით შეიძლება გადაიტანოს მაგნიტური ველი.

ამ ნაწილაკების მუხტი, მიუხედავად იმისა, რომ დადებითია, ყოველთვის ტოლია ან ელექტრონის ჯერადი. დადებითად დამუხტული ნაწილაკის მასა იცვლება მილში ჩასმული გაზის ხასიათის შესაბამისად; ზოგადად ის ტოლია გაზის ატომისა. ამ ნაწილაკების შეკვრას პოზიტიურ სხივებს უწოდებენ.

თუ მილი შეიცავს წყალბადს, თითოეულ დადებით ნაწილაკს დაახლოებით აქვს წყალბადის ატომის მასა და მისი მუხტი სიდიდის ტოლია ელექტრონისა. წყალბადის ატომი მსუბუქი და უმარტივესია ყველა ატომთაგან, ხოლო მისგან მიღებული დადებითი სხივის ნაწილაკები ყველაზე მსუბუქი და უმარტივესია ყველა დადებით ნაწილაკთა შორის.

პროტონის მუხტი = 1.602 * 10^-19 კულონები

პროტონის მასა = წყალბადის ატომის მასა

რეზერფორდმა დაადგინა, რომ იგივე პოზიტიური ნაწილაკი ხშირად წარმოიქმნება სხვადასხვა ელემენტების დაბომბვით რადიუმის მიერ გამოსხივებული სხივებით. მან ამ უმარტივეს დადებით ნაწილაკს უწოდა პროტონიდა გამოიტანა დასკვნა, რომ ის არის ატომის შემადგენელი ნაწილი.

ნეიტრონები

დღეს საყოველთაოდ აღიარებულია, რომ ატომი შედგება მცირე ზომის ბირთვისგან, რომელსაც გააჩნია პოზიტიური ელექტრული მუხტები, რომელთა რიცხვი ტოლია ატომური რიცხვისა (ელექტრონების რაოდენობა ბირთვის გარშემო ორბიტაცია) ცენტრში ან მასთან ძალიან ახლოს, ატომისთვის ხელმისაწვდომი სივრცის და უარყოფითი ელექტრონების ხსენებული ნაწილის გარე ნაწილში სივრცე

ელექტრონების რაოდენობა ემთხვევა ბირთვში დადებითი მუხტების რაოდენობას. წყალბადის ატომის გარდა, ატომის მასა აიხსნება იმით, რომ ბირთვი შეიცავს არა მხოლოდ პროტონებს, არამედ მთელ რიგ ნეიტრალურ ნაწილაკებს, რომლებიც ისინი ჯერ განიხილებოდა როგორც განეიტრალებული პროტონები (თითოეული კომბინირებულია ელექტრონთან), მაგრამ დღეს ისინი აღიარებულნი არიან, როგორც მასის მატერიის ფუნდამენტური ერთეულები, დაასახელა ნეიტრონები.

სხვა სუბატომიური ნაწილაკები

 ელექტრონების, პროტონებისა და ნეიტრონების გარდა, ამჟამად ცნობილია სხვა ნაწილაკები, რომლებიც ასევე განიხილება როგორც ატომების შემადგენელი ნაწილი: პოზიტრონი, მესონი ან მეზოტრონი და ნეიტრინო.

პოზიტრონები კარლ ანდერსონმა (1932) აღმოაჩინა კოსმოსური სხივების ურთიერთქმედებაში (რადიაცია, რომელიც დედამიწას კოსმოსიდან აღწევს) მატერიით და რადიოაქტივობის გარკვეულ პროცესებში ხელოვნური. პოზიტრონები ელექტრონების იდენტურია, მხოლოდ მათი მუხტი არის ნეგატიურის ნაცვლად დადებითი. მათი, როგორც თავისუფალი ნაწილაკების არსებობა უკიდურესად მცირეა, წამში მემილიონეზე ნაკლებია.

მესონები ისინი ასევე აღმოაჩინა კარლ ანდერსონმა სეთ ნედერმეიერთან თანამშრომლობით (1936) კოსმოსური სხივების მოქმედებით მატერიასთან დაკავშირებით. მათ აქვთ მასა, როგორც ჩანს, ის არ არის მუდმივი და პროტონის მეათედის ტოლი, და დადებით ან უარყოფით ელექტრულ მუხტს. მათ აქვთ ძალიან ხანმოკლე სიცოცხლე და უნდა დაიშვან ნეიტრინოებად, პლუს ელექტრონებად ან პოზიტრონებად. ლაბორატორიაში მეზონების ხელოვნურად მოპოვების მცდელობა, იონების ამაჩქარებლის გამოყენებით და ელექტრონები (ციკლოტრონი, ბეატრონი, სინქროტრონი და ა.შ.), რომლებიც ამ უზარმაზარ ენერგიებს ამარაგებენ, მიღწეულია 1948.

ნეიტრინოსი ისინი ელექტრონებისა და პოზიტრონების მასის ტოლი ნაწილაკებია, მაგრამ ელექტრული მუხტის გარეშე. ფერმის მიერ მისი არსებობა სავარაუდოდ 1925 წელს უნდა აიხსნას გარკვეული ენერგიული გამოთვლები რადიოაქტიური ნივთიერებებით ბეტა ნაწილაკების ემისიაში. მიუხედავად იმისა, რომ ახალი ექსპერიმენტები მშვენივრად აიხსნება ნეიტრინოების არსებობით, ამის დამადასტურებელი მტკიცებულება ვერ მოიძებნა.

სუბატომიური ნაწილაკების მაგალითები

პროტონი

ნეიტრონი

ელექტრონი

პოზიტრონი

მესონი ან მეზოტრონი

ნეიტრინო

ლეპტონები

კვარკები

გლუონები

ფოტონები

ადრონები

გრავიტონი (თეორიული ნაწილაკი)