Przykład cząstek subatomowych

Cząstki elementarne Oni są małe jednostki tworzące Atom. Najważniejsze z nich to trzy: Proton i Neutron tworząc jądro atomowe, a Elektron, krążąc wokół tego ostatniego.

Materia, wszystko, co obejmuje miejsce w przestrzeni, składa się z podstawowych jednostek zwanych Atomy. Liczba różnych atomów, które istnieją, to liczba Pierwiastki chemiczne w układzie okresowym.

Różne kombinacje atomów stanowią wszystko, co wiemy; Kombinacje te są przedmiotem badań zarówno Chemia nieorganiczna i Chemia organiczna.

Ale jest również badany we wnętrzu atomów, które zbiegają się w posiadaniu podstawowej struktury, która składa się z niższych cząstek zwanych jądrem atomowym i elektronami.

Jądro atomowe Składa się z dwóch różnych rodzajów cząstek: Protony i neutrony.

Protony przenoszą dodatni ładunek elektryczny (+) i Neutrony nie niosą ładunku. Elektrony niosące ładunek ujemny (-) Oddziałują one z ładunkiem protonów i generowane jest zjawisko przyciągania, które utrzymuje atom w określonym stanie energetycznym.

Mówi się, że atom jest stabilny, gdy dodatnie i ujemne ładunki całkowicie się znoszą.

Elektron

Powietrze pod zwykłym ciśnieniem bardzo słabo przewodzi prąd elektryczny. Jednak rozrzedzone powietrze, które występuje w próżniowej rurze wyładowczej, przewodzi prąd w postaci wiązki cząstek zwanej promieniami katodowymi. W 1879 roku Sir William Crookes udowodnił, że cząstki niosą ładunek elektryczny.

W 1895 Jean Perrin był w stanie zweryfikować, że ładunek jest ujemny; a cząstkom nadano nazwę Elektrony. W tym samym roku, badając ugięcie promieni w polu elektrycznym, Sir J. JOT. Thompson wyznaczył wartość ładunku właściwego, który jest stosunkiem ładunku elektronu (e) do masy (m) elektronu.

Od wartości 1,7592 * 10⁸ Kulomby / gram „e / m” i wartość „e” (1,602 * 10^-19 Kulomby), najpierw określony przez R. DO. Millikana w 1917 roku obliczono masę elektronu, która wynosi 1/1838 masy atomu wodoru.

Ładunek elektronu = 1,602 * 10^-19 Coulomby

Masa elektronu = 1/1838 masy atomu wodoru

Pierwsze oznaczenia ładunku elektronu dokonali Townsend (1897), J. JOT. Thomson i H. DO. Wilson (1903), ten ostatni używający aparatu C. T. R. Wilsona (1897) do produkcji mgieł, urządzenia szeroko stosowanego w badaniach struktury atomowej.

Elektrony znajdują się w zewnętrznej części atomu, opisując ruch wokół jądra, podobnie jak planety wokół Słońca. Liczba elektronów wokół jądra mówi, który to pierwiastek chemiczny.

Na przykład, jeśli w atomie jest tylko jeden elektron, elementem jest wodór. Jeśli są 23 elektrony, to jest to sód. Jeśli jest 80 elektronów, elementem jest rtęć.

Proton

Kiedy prąd elektryczny przechodzi przez rurę próżniową, w której perforowany dysk działa jak Katoda (elektroda ujemna), promienie katodowe (elektrony) są skierowane w stronę anody (elektrody pozytywny); ale dodatnio naładowane cząstki pojawiają się po drugiej stronie katody i mogą być odchylane przez silne pole magnetyczne.

Ładunek tych cząstek, chociaż dodatni, jest zawsze równy lub wielokrotny ładunku elektronu. Masa dodatnio naładowanej cząstki zmienia się w zależności od natury gazu zamkniętego w rurze; ogólnie jest równy atomowi gazu. Wiązki tych cząstek nazywane są promieniami dodatnimi.

Jeśli rurka zawiera wodór, każda dodatnia cząstka ma w przybliżeniu masę atomu wodoru, a jej ładunek jest równy wielkością elektronu. Atom wodoru jest najlżejszym i najprostszym ze wszystkich atomów, a otrzymane z niego cząstki promieni dodatnich są najlżejszymi i najprostszymi ze wszystkich cząstek dodatnich.

Ładunek protonowy = 1,602 * 10^-19 Coulomby

Masa protonu = masa atomu wodoru

Rutherford odkrył, że ta sama dodatnia cząstka jest często wytwarzana przez bombardowanie różnych pierwiastków promieniami emitowanymi przez rad. Nazwał tę prostszą cząstkę dodatnią Protoni wyciągnęli wniosek, że jest on składnikiem atomu.

Neutrony

Dziś powszechnie przyjmuje się, że atom składa się z małego jądra o dodatnich ładunkach elektrycznych równych liczbie atomowej (liczba elektronów krążących wokół jądra) w centrum lub bardzo blisko niego, przestrzeni dostępnej dla całego atomu oraz ujemnych elektronów w zewnętrznej części wspomnianego przestrzeń.

Liczba elektronów pokrywa się z liczbą ładunków dodatnich w jądrze. Z wyjątkiem atomu wodoru masę atomu tłumaczy się tym, że jądro zawiera nie tylko protony, ale także szereg obojętnych cząstek, które Początkowo uważano je za zneutralizowane protony (każdy w połączeniu z elektronem), ale dziś uznano je za podstawowe jednostki materii o masie, o nazwie Neutrony.

Inne cząstki subatomowe

 Oprócz elektronów, protonów i neutronów znane są obecnie inne cząstki uważane również za składowe atomów: są one Pozytron, Mezon lub Mesotron i Neutrino.

Pozytony zostały odkryte przez Carla Andersona (1932) w interakcji promieni kosmicznych (promieniowanie, które dociera do Ziemi z kosmosu) z materią oraz w pewnych procesach radioaktywności sztuczny. Pozytrony są identyczne z elektronami, tylko ich ładunek jest dodatni, a nie ujemny. Ich istnienie jako cząstek swobodnych jest niezwykle małe i wynosi mniej niż jedną milionową sekundy.

Mezony Zostały one również odkryte przez Carla Andersona we współpracy z Sethem Neddermeyerem (1936) poprzez działanie promieni kosmicznych z materią. Mają masę, która wydaje się być niestała i w przybliżeniu równa jednej dziesiątej masy protonu, oraz dodatni lub ujemny ładunek elektryczny. Mają bardzo krótkie życie i mają rozkładać się na neutrina plus elektrony lub pozytony. Próba sztucznego otrzymywania mezonów w laboratorium z wykorzystaniem akceleratorów jonów elektronów (cyklotron, betatron, synchrotron itp.), które dostarczają te ogromne energie, osiągnięto w 1948.

Neutrina Są to cząstki o masie równej masie elektronów i pozytonów, ale bez ładunku elektrycznego. Jego istnienie było przypuszczane przez Fermiego w 1925 roku, aby wyjaśnić pewne obliczenia energetyczne w emisji cząstek beta przez substancje radioaktywne. Chociaż nowe eksperymenty można doskonale wytłumaczyć istnieniem neutrin, nie znaleziono na to jednoznacznego dowodu.

Przykłady cząstek subatomowych

Proton

Neutron

Elektron

Pozytron

Mezon lub Mesotron

Neutrino

Leptony

Kwarki

Gluony

Fotony

Hadronów

Grawiton (cząstka teoretyczna)