Subatomski delci

Glavni subatomski delci

Kaj so subatomski delci?

The Subatomski delci So manjši od atoma in jih najdemo v naravi, skoraj vsi so del tega. Dobro poznamo glavne in najbolj stabilne, ki so elektron, proton in nevtron.

Vse snovi so sestavljene iz teh delcev, čeprav obstajajo tudi drugi, čeprav je bil njegov obstoj že dolgo prezrt. Prvi atomski modeli, ki so iz nekaj stoletij pred Kristusom, so domnevali, da so atomi nedeljivi, nekaj kot marmorji, ki so v kombinaciji na določen način povzročili različne elemente.

Ko je bilo izvedeno, da ni bilo tako, zahvaljujoč odkritjem elektrona v 19. stoletju in atomskem jedru na začetku 20. stoletja, so se znanstveniki spraševali, ali imajo ti delci notranjo strukturo.

Izkazalo se je, da sta tako proton kot nevtrona delca, sestavljena iz še manjših, ki nimajo notranje strukture: oni so osnovni delci.

Zato so subatomski delci razdeljeni na:

• Sestavljeni delci.
• Osnovni delci.

Osnovni delci so kvarki, gluoni in leptoni. Quarki in gluoni sestavljajo protone in nevtrone, medtem ko je elektron, osnovni delček, Lepton.

Odkritje subatomskih delcev

Odkritja subatomskih delcev so se začela od devetnajstega stoletja, prvi pa je bil elektron.

Do leta 1890 so bili fiziki zelo zaposleni pri preučevanju sevanja in prenosa elektromagnetnih valov. J. J. Thomson je bil eden izmed njih in je izvedel številne poskuse s cevjo, na katero je bil izvlečen zrak, in postavljen na nekaj elektrod.

J. J. Thomson

Ko je bila nanesena napetost, so nastali skrivnostni žarki, imenovani katodni žarki, katerih narava ni bila znana, do j. J. Thomson (1856-1940) je ugotovil, da so sestavljeni iz negativno nabitih delcev.

Thomson je dobil količnik med obremenitvijo in maso teh delcev: 1.76 x 10⁸ C/g, kjer c pomeni c Coulomb, Enota za električni naboj v mednarodnem sistemu enot in G je gram.

Vam lahko služi: Light Refrection: Elementi, zakoni in eksperimentiranje

In našel je dve zelo pomembni stvari, prvo, da je bila masa delcev izjemno majhna, in drugič, da je ta vrednost enaka za vse, ne glede na to, kaj so bile narejene elektrode.

Vrednost obremenitve je kmalu po tem, ko je bil v začetku 1900-ih, našel ameriški fizik Robert Millikan (1868-1953) in njegovi sodelavci, zahvaljujoč eksperimentu kapljica olja.

Atomsko jedro: protoni in nevtroni

Portret Henri Becquerel

Konec 19. stoletja je Henri Becquerel (1852-1908) odkril pojav naravne radioaktivnosti, ki je zaintrigiral druge fizike, kot sta zakonca Marie in Pierre Curie, pa tudi neozigotni Ernest Rutherford.

Slednji je našel tri različne vrste sevanja iz vzorcev urana, dobro znanega radioaktivnega elementa. Poimenoval jih je s prvimi tremi črkami grške abecede: α, β in γ.

Rutherford Dispersion Experiments

Mladi Ernest Rutherford

Z uporabo α delcev, zelo energijsko in pozitivno naloženo, Rutherford bombardiranje.

A radovedno je, da je bil majhen delček delcev preusmerjen in nekaj celo odskočil v nasprotno smer. Slednji je bil nepredstavljiv, saj je, kot je dejal Rutherford.

Razlog, da delci α odstopajo, je, da je znotraj lista nekaj, kar jih odbija in ga je zato treba pozitivno nabiti. To je atomsko jedro, majhno veliko, vendar vsebuje skoraj celotno maso atoma.

Odkritje nevtrona

James Chadwick

Neutron je trajal malo dlje in bil je posledica angleškega fizika Jamesa Chadwicka (1891-1974), študent Rutherforda. Sam Rutherford je predlagal obstoj delca brez obremenitve v jedru, da bi razložil, zakaj se to ni razpadlo zaradi elektrostatične odbojnosti.

Chadwick Eksperimenti so leta 1932 razkrili obstoj mase mase, ki je zelo podobna kot protona, vendar brez obremenitve. Zato so ji poklicali nevtron in poleg protona, so bistvene sestavine atomskega jedra.

Vam lahko služi: elektromagnetna energija: formula, enačbe, uporabe, primeri

Glavni subatomski delci

Na splošno je za subatomske delce značilno, da imajo:

• Masa.
• Električni naboj.
• Prepir.

Spin je kakovost, ki je analogen vrtenju na osi, vendar povsem kvantne narave. Po drugi strani pa obstajajo delci z obremenitvijo in maso 0, na primer foton.

Elektron

Elektron je stabilen subatomski delček, negativno naložen in pripada skupini Leptones, ki je tisti z najnižjo maso. Je bistveni del atoma, vendar lahko obstaja izoliran od tega v obliki Prosti elektroni.

Pravzaprav gre za najmanjši električni naboj, ki ga lahko najdemo v naravi, zato je kateri koli drug večkratnik elektrona, v skladu z načelom kvantizacije obremenitve.

Njegove glavne značilnosti so:

• Masa: 9.1 x 10^-31 kg
• Obremenitev: E = -1.6 x 10^-19 C
• Spin: ± ½
• Anti delci: pozitron.

Elektron je odgovoren za nastanek kemičnih vezi, pa tudi za električno in toplotno prevodnost. In zahvaljujoč kvantni mehaniki vemo, da ima elektron dvojno vedenje: val in delček hkrati.

Proton

Gre.

Proton ni osnovni delček, kot je elektron, ampak je sestavljen iz treh kvarkov, ki jih združujejo Gluone In je veliko bolj ogromen kot elektron.

Za razliko od tega je proton omejen na atomsko jedro, njegova količina pa določa, kakšen je element, pa tudi njegove lastnosti, pa tudi njegove lastnosti.

• Masa: 1.672 x 10^-27 kg
• Obremenitev: E = +1.6 x 10^-19 C
• Spin: ½
• Anti -delnic: antiproton.

Nevtron

Nevtron poleg protona tvori atomsko jedro in je tudi tri kvarke: dva tipa Dol in eno od tipov Gor.

• Masa: 1.675 x 10^-27 kg
• Brez neto obremenitve.
• Spin: ½.

Je stabilen delček znotraj atomskega jedra, vendar kot prosti delček upada s polžito življenje približno 10.Približno 3 minute. Njegova masa je komaj večja od mase protona in kot smo rekli, nima neto obremenitve.

Vam lahko služi: latentna toplota

Število nevtronov atoma je pomembno, saj čeprav ne določa narave elementa, kot to počne proton.

Izotopi elementa so različice iste in njihovo vedenje se lahko med seboj precej razlikuje. Obstajata stabilna in nestabilna, na primer vodik ima kot izotopi devterij in tritij.

Jedro je bombardiranje nevtronskih atomov nekaterih uranovih in plutonijevih spojin, jedro je krzno. Reakcija jedrske verige, ki se pojavi, lahko oddaja veliko količino energije.

Quarks

So sestavine protonov in nevtronov. Do zdaj je bilo najdenih 6 vrst kvarkov, vendar nobene kot prosti delček, vendar je povezan z drugimi sestavljenimi delci.

Dokazi o njegovem obstoju so bili pridobljeni s poskusi, izvedenimi od 60. let, z linearnim pospeševalnikom Stanforda in nato v CERN.

• Obremenitev: +2/3e, -1/3e
• Spin: ½
• Antifticle: Antiquark.

Drugi delci

Od leta 1930 so sledila odkritja novih delcev, veliko jih je napovedovalo teorija. Standardni model delcev predvideva obstoj 17 vrst temeljnih delcev, med kvarki, leptoni, bozoni in bozonom Higgsa.

Imajo tudi svoje antidelke, ki se med interakcijo uničijo in ustvarjajo nove delce. Tu je nekaj:

-Pozitron, enak elektronu, vendar s pozitivno obremenitvijo.

-Nevtrino, brez obremenitve.

-Meson.

-Bosoni, ki so nosilci temeljnih interakcij, razen gravitacije.

-Bozon Higgs, odgovoren za mašo.

-Gravitón, je predlagani delček za razlago gravitacije, vendar še vedno ni dokazov, da obstaja.

Reference

1. Chang, R. 2013. Kemija. 11VA. Izdaja. MC Graw Hill Education.
2. Cobian, J. Standardni model delcev. Okreval od: sn.je.
3. Fernández de sala, str. Osnovni delci, sestavljeni delci in virtualni delci. Okrevano od: IFIC.UV.je.
4. Giambattista, a. 2010. Fizika. 2. mesto. Ed. McGraw Hill.
5. Olmo, m. Protoni in nevtroni. Okrevano od: hiperfizika.PHY-ASST.GSU.Edu.