Частиците, от които са съставени атомите, могат да бъдатПредставете си себе си по различни начини - например под формата на кръгли прахови частици. Те са толкова малки, че всеки такъв петно не може да се разглежда отделно. Цялото вещество, което се намира в околния свят, се състои от такива частици. Какви са частиците, които съставят атомите?
дефиниция
Субатомните частици са едни от тези"Тухли", от които се изгражда целият околен свят. Тези частици включват протони и неутрони, които са част от атомните ядра. Електроните, въртящи се около ядра също принадлежат към тази категория. С други думи, субатомните частици във физиката са протони, неутрони и електрони. Като правило, в свят, обичаен за човек, не се появяват частици от различен вид - те живеят изключително малко. Когато техният век свърши, настъпва разпадането им в обикновени частици.
Броят на тези субатомни частициживеят сравнително кратки, днес се брои в стотиците. Техният брой е толкова голям, че учените вече не използват обичайните имена за тяхното предназначение. Подобно на звездите, те често получават числови и азбучни означения.
Основни характеристики
Най-важните характеристики на всекиСубатомните частици включват въртене, електрически заряд и също маса. Тъй като честото тегло на частицата се оказва свързано с масата, някои от частиците се наричат традиционно "тежки". Уравнението, получено от Айнщайн (E = mc2), показва, че масата на субатомната частица зависи пряко от нейната енергия и от скоростта. Що се отнася до електрическия заряд, то винаги е кратно на основната единица. Например, ако протонното зареждане е +1, тогава зарядът на електрона е -1. Някои от субатомните частици, например фотон или неутрин, изобщо нямат електрически заряд.
Също така важна характеристика е продължителността на животачастици. Напоследък учените са убедени, че електроните, фотоните, както и неутрините и протоните са напълно стабилни и животът им е почти безкраен. Това обаче не е напълно вярно. Неутронът, например, остава стабилен само докато се освободи от ядрото на атома. След това животът му е средно 15 минути. Всички нестабилни частици претърпяват процес на квантово разпадане, който никога не може да бъде напълно предвидим.
Изследване на частици
Атомът се смяташе за неделим - донейната структура беше отворена. Преди около век, Ръдърфорд произвежда известните си експерименти за бомбардиране на тънък лист с поток от алфа частици. Оказа се, че атомите на материята са практически празни. А в центъра на атома е всичко, което наричаме ядрото на атома - то е около хиляда пъти по-малко от самия атом. По това време учените вярвали, че един атом се състои от два вида частици - ядрото и електроните.
С течение на времето учените имат един въпрос:Защо протонът, електронът и позитронът се придържат заедно и не се разпадат в различни посоки под влиянието на силите на Кулон? И за учените от онова време остава неясно: ако тези частици са елементарни, нищо не може да им се случи и те трябва да живеят вечно.
С развитием квантовой физики исследователи са установили, че неутронът е обект на гниене и по този начин достатъчно бързо. Тя се разпада на протон, електрон и нещо друго, което е невъзможно да се улови. Последното се вижда от липсата на енергия. Тогава учените предположиха, че списъкът на елементарните частици е изчерпан, но сега е известно, че това е далеч от случая. Открита е нова частица, наречена неутрино. Той не носи електрически заряд и има изключително ниска маса.
неутрон
Неутронът е субатомна частица, която притежаванеутрален електрически заряд. Неговата маса е почти 2000 пъти по-голяма от електронната маса. Тъй като неутроните принадлежат към класа на неутралните частици, те взаимодействат директно с атомните ядра, а не с техните електронни обвивки. Неутроните също имат магнитен момент, който позволява на учените да изследват микроскопичната магнитна структура на материята. Неутронното лъчение е безвредно дори за биологичните организми.
Субатомна частица - протон
Учените са открили, че тези "градивни елементи на материята"се състои от три кварка. Протонът е положително заредена частица. Масата на протон надвишава масата на електрона 1836 пъти. Един протон и един електрон, когато са комбинирани, образуват най-простия химичен елемент - водороден атом. Доскоро се смяташе, че протоните не могат да променят своя радиус в зависимост от това кои електрони се въртят над тях. Протонът е електрически заредена частица. Свързвайки се с един електрон, той се превръща в неутрон.
електрон
Электрон впервые был обнаружен английским физиком J. Thomson през 1897 г. Тази частица, както сега смятат учените, е елементарен или точков обект. Това е името на субатомна частица в атом, която няма своя собствена структура - тя не се състои от други, по-малки, компоненти. Във връзка с протон и неутрон един електрон образува атом. Сега учените все още не са разбрали от какво се състои тази частица. Електронът е частица, която има безкрайно малък електрически заряд. Думата "електрон" в превод от древногръцки означава "кехлибар" - в крайна сметка учените от Гърция използват кехлибар за изследване на явленията на електричеството. Този термин е предложен от британския физик през 1894 г. Г. Стоуни.
Защо да изучаваме елементарни частици?
Най-простият отговор на въпроса защо ученитенеобходими са знания за субатомните частици, звучи така: за да има информация за вътрешната структура на атома. Такова твърдение обаче съдържа само частица от истината. Всъщност учените изучават не само вътрешната структура на атома - основното поле на техните изследвания са сблъсъците на най-малките частици материя. Когато тези частици, притежаващи огромна енергия, се сблъскват помежду си с висока скорост, в буквалния смисъл на думата, се ражда нов свят, а фрагментите от материя, останали след сблъсъци, помагат да се разкрият тайните на природата, които винаги са оставали загадка за учените.
