Plik cząstki elementarne Są mniejsze od atomu i występują w naturze, prawie wszystkie stanowią jego część. Znamy dobrze główne i najbardziej stabilne, czyli elektron, proton i neutron..
Cała materia składa się z tych cząstek, chociaż są inne, chociaż ich istnienie było przez długi czas ignorowane. Pierwsze modele atomowe, datowane na kilka stuleci przed Chrystusem, zakładały, że atomy są niepodzielne, coś w rodzaju kulek, które połączone w określony sposób dały początek różnym pierwiastkom.
Kiedy okazało się, że tak nie jest, dzięki odkryciom elektronu w XIX wieku i jądra atomowego na początku XX wieku, naukowcy zastanawiali się, czy te cząstki mają strukturę wewnętrzną.
Okazało się, że tak, zarówno proton, jak i neutron to cząstki złożone z jeszcze mniejszych, które nie mają struktury wewnętrznej: są to cząstki elementarne.
Dlatego cząstki subatomowe dzielą się na:
Cząstki elementarne to kwarki, gluony i leptony. Kwarki i gluony tworzą protony i neutrony, podczas gdy elektron, cząstka elementarna, jest leptonem.
Indeks artykułów
Odkrycia cząstek subatomowych rozpoczęto w XIX wieku, a pierwszym odkrytym był elektron.
W 1890 roku fizycy byli bardzo zajęci badaniem promieniowania i transmisji fal elektromagnetycznych. J. J. Thomson był jednym z nich i przeprowadził liczne eksperymenty z rurką, z której usunięto powietrze i przymocowano parę elektrod..
Po przyłożeniu napięcia powstały tajemnicze promienie, zwane promieniami katodowymi, których natura była nieznana, dopóki J.J.Thomson (1856-1940) nie odkrył, że składają się one ze strumienia ujemnie naładowanych cząstek..
Thomson uzyskał iloraz ładunku i masy tych cząstek: 1,76 x 108 C / g, gdzie C oznacza kulomb, jednostką ładunku elektrycznego w Międzynarodowym Układzie Jednostek ig jest gram.
I odkrył dwie bardzo ważne rzeczy, pierwszą, że masa cząstek była bardzo mała, a po drugie, że ta wartość była taka sama dla wszystkich, bez względu na to, z czego wykonane są elektrody..
Wartość ładunku został ustalony wkrótce potem, na początku XX wieku, przez amerykańskiego fizyka Roberta Millikana (1868-1953) i jego współpracowników, dzięki eksperymentowi kropla oleju.
Pod koniec XIX wieku Henri Becquerel (1852-1908) odkrył zjawisko naturalnej radioaktywności, które zaintrygowało innych fizyków, takich jak Marie i Pierre Curie, a także Nowozelandczyka Ernest Rutherford..
Ten ostatni znalazł trzy różne rodzaje promieniowania z próbek uranu, znanego pierwiastka radioaktywnego. Nazwał je pierwszymi trzema literami alfabetu greckiego: α, β i γ.
Używając wysokoenergetycznych, dodatnio naładowanych cząstek α, Rutherford zbombardował cienkie złote folie i stwierdził, że zgodnie z oczekiwaniami większość cząstek α przechodzi przez folie bez problemu.
Ale co ciekawe, niewielka część cząstek została odchylona, a kilka odbiło się nawet w przeciwnym kierunku. To ostatnie było niewyobrażalne, gdyż, jak twierdził Rutherford, przypominało strzelanie z karabinu w cienką chusteczkę i patrzenie, jak powracają kule..
Powodem, dla którego cząstki α są odchylane, jest to, że wewnątrz arkusza znajduje się coś, co je odpycha i dlatego musi być naładowane dodatnio. Jest to jądro atomowe, małe, ale zawierające prawie całą masę atomu.
Znalezienie neutronu zajęło trochę więcej czasu i było to spowodowane angielskim fizykiem Jamesem Chadwickiem (1891-1974), studentem w Rutherford. Sam Rutherford zaproponował istnienie nienaładowanej cząstki w jądrze, aby wyjaśnić, dlaczego nie rozpada się ona z powodu odpychania elektrostatycznego.
Eksperymenty Chadwicka ujawniły w 1932 r. Istnienie cząstki o masie bardzo podobnej do masy protonu, ale bez ładunku. Dlatego nazwali go neutronem i razem z protonem są niezbędnymi składnikami jądra atomowego.
Ogólnie rzecz biorąc, cząstki subatomowe charakteryzują się:
Spin jest jakością analogiczną do rotacji wokół osi, ale ma całkowicie kwantowy charakter. Z drugiej strony są cząstki o ładunku i masie 0, takie jak foton.
Elektron jest stabilną cząstką subatomową, naładowaną ujemnie i należącą do grupy leptonów, która ma najmniejszą masę. Jest istotną częścią atomu, jednak może istnieć w izolacji od niego, w postaci wolne elektrony.
W rzeczywistości jest to najmniejszy ładunek elektryczny, jaki można znaleźć w przyrodzie, więc każdy inny ładunek jest wielokrotnością ładunku elektronu, zgodnie z zasadą kwantyzacji ładunku..
Jego główne cechy to:
Elektron jest odpowiedzialny za tworzenie wiązań chemicznych oraz przewodnictwo elektryczne i cieplne. A dzięki mechanice kwantowej wiemy, że elektron ma podwójne zachowanie: falę i cząstkę w tym samym czasie.
Jest to cząstka naładowana elektrycznie, której ładunek ma taką samą wielkość jak ładunek elektronu, ale ma przeciwny znak..
Proton nie jest cząstką elementarną, jak elektron, ale składa się z trzech połączonych kwarków gluony i jest znacznie bardziej masywny niż elektron.
W przeciwieństwie do tego proton jest ograniczony do jądra atomowego, a jego ilość decyduje o tym, czym jest pierwiastek, a także o jego właściwościach..
Neutron wraz z protonem tworzą jądro atomowe i składa się również z trzech kwarków: dwóch tego typu na dół i jedyny w swoim rodzaju w górę.
Jest to stabilna cząstka w jądrze atomowym, ale jako cząstka wolna rozpada się z okresem półtrwania wynoszącym około 10,3 minuty. Jego masa jest nieco większa od masy protonu i jak powiedzieliśmy, nie ma ładunku netto..
Liczba neutronów w atomie jest ważna, ponieważ nie determinuje natury pierwiastka, tak jak proton, ale określa klasę izotopu..
Izotopy pierwiastka są jego wariantami, a ich zachowanie może się znacznie różnić od siebie. Istnieją stabilne i niestabilne, na przykład wodór zawiera deuter i tryt jako izotopy.
Bombardując atomy niektórych związków uranu i plutonu neutronami, jądro rozszczepia się i rozkłada na cząstki. Zachodząca reakcja łańcuchowa może wyemitować dużą ilość energii.
Są składnikami protonów i neutronów. Do tej pory znaleziono 6 rodzajów kwarków, ale żaden nie był wolną cząstką, ale raczej połączono je w celu utworzenia innych cząstek kompozytowych.
Dowody na jego istnienie uzyskano dzięki eksperymentom prowadzonym od lat 60.XX wieku z akceleratorem liniowym w Stanford, a później w CERN.
Począwszy od 1930 r. Nastąpiły odkrycia nowych cząstek, z których wiele przewidziało teoria. Standardowy model cząstek rozważa istnienie 17 typów cząstek podstawowych, wśród kwarków, leptonów, bozonów i bozonu Higgsa..
Mają także swoje antycząstki, które podczas interakcji anihilują, generując nowe cząstki. Tutaj jest kilka z nich:
-Pozyton, identyczny z elektronem, ale naładowany dodatnio.
-Neutrino, bez opłat.
-mezon.
-Bozony, które są nośnikami podstawowych oddziaływań, z wyjątkiem grawitacji.
-Bozon Higgsa odpowiedzialny za masę.
-Grawiton to cząstka, która ma wyjaśnić grawitację, ale nadal nie ma dowodów na jej istnienie.
Jeszcze bez komentarzy