De partikler, der udgør atomer, kan væreforestil dig på forskellige måder - for eksempel i form af runde støvpartikler. De er så små, at hvert sådant støv ikke kan betragtes separat. Alt stof, der er i den omkringliggende verden, består af sådanne partikler. Hvad er de partikler, der udgør atomerne?
definition
En subatomær partikel er en af dem"Mursten", hvorfra hele omverdenen er bygget. Disse partikler inkluderer protoner og neutroner, som er en del af atomkerner. Denne kategori inkluderer også elektroner, der kredser om kerner. Med andre ord er subatomære partikler i fysik protoner, neutroner og elektroner. I den verden, som mennesker kender, er der som regel ingen partikler af en anden slags - de lever usædvanligt lidt. Når deres alder slutter, henfalder de til almindelige partikler.
Antallet af de subatomære partikler, derlever i relativt kort tid, i dag er der hundreder. Deres antal er så stort, at forskere ikke længere bruger de sædvanlige navne til deres betegnelse. Ligesom stjerner tildeles de ofte tal og bogstaver.
Hovedfunktioner
Blandt de vigtigste egenskaber ved enhversubatomære partikler inkluderer spin, elektrisk ladning og masse. Da vægten af en partikel ofte er relateret til dens masse, kaldes nogle af partiklerne traditionelt "tunge". Ligningen, som Einstein afledte (E = mc2), indikerer, at massen af en subatomær partikel er direkte afhængig af dens energi og hastighed. Hvad angår den elektriske ladning, er det altid et multiplum af den grundlæggende enhed. For eksempel, hvis ladningen af en proton er +1, er ladningen af en elektron -1. Imidlertid har nogle af de subatomære partikler, såsom foton eller neutrino, slet ingen elektrisk ladning.
Også en vigtig egenskab er levetidenpartikler. For nylig var forskere overbeviste om, at elektroner, fotoner såvel som neutrinoer og protoner er helt stabile, og deres levetid er næsten uendelig. Dette er dog ikke helt sandt. En neutron forbliver for eksempel kun stabil, indtil den er "frigivet" fra atomkernen. Derefter er hans levetid i gennemsnit 15 minutter. Alle ustabile partikler gennemgår en kvanteforfaldsproces, der aldrig kan være helt forudsigelig.
Partikelforskning
Atomet blev anset for udelelig - indtildens struktur blev opdaget. For omkring et århundrede siden lavede Rutherford sine berømte eksperimenter med at bombardere et tyndt ark med en strøm af alfapartikler. Det viste sig, at stoffets atomer praktisk talt er tomme. Og i centrum af atomet er alt, hvad vi kalder atomets kerne - det er omkring tusind gange mindre end selve atomet. På det tidspunkt troede forskere, at et atom består af to typer partikler - en kerne og elektroner.
Over tid har forskere et spørgsmål:hvorfor holder proton, elektron og positron sammen og opløses ikke i forskellige retninger under indflydelse af Coulomb-kræfter? Og også for forskere fra den tid forblev det uklart: hvis disse partikler er elementære, kan der ikke ske noget med dem, og de skal leve for evigt.
Med udviklingen af kvantefysik, forskerefandt ud af, at neutronen er underlagt forfald og på samme tid hurtigt nok. Det henfalder til et proton, en elektron og noget andet, som det var umuligt at fange. Sidstnævnte blev bemærket af manglen på energi. Derefter antog forskere, at listen over elementære partikler var opbrugt, men nu er det kendt, at dette er langt fra tilfældet. En ny partikel kaldet neutrino blev opdaget. Det bærer ingen elektrisk ladning og er ekstremt let i masse.
Neutron
Neutron er en subatomær partikel, der besidderneutral elektrisk opladning. Dens masse er næsten 2 tusind gange massen af en elektron. Da neutroner tilhører klassen af neutrale partikler, interagerer de direkte med atomernes kerner og ikke med deres elektronskaller. Neutroner har også et magnetisk øjeblik, der gør det muligt for forskere at undersøge materiens mikroskopiske magnetiske struktur. Neutronstråling er harmløs selv for biologiske organismer.
Subatomær partikel - proton
Forskere har fundet ud af, at disse "byggesten af stof"består af tre kvarker. Protonen er en positivt ladet partikel. Massen af en proton er 1836 gange massen af en elektron. En proton og en elektron, der kombinerer, danner det enkleste kemiske element - et hydrogenatom. Indtil for nylig blev det antaget, at protoner ikke kan ændre deres radius afhængigt af hvilke elektroner, der kredser om dem. Protonen er en elektrisk ladet partikel. Forbindelse med en elektron bliver det til en neutron.
Elektron
Elektronen blev først opdaget af en engelsk fysikerJ. Thomson i 1897. Denne partikel er, som forskere nu tror, et elementært eller punktobjekt. Dette er navnet på en subatomær partikel i et atom, der ikke har sin egen struktur - den består ikke af andre, mindre komponenter. I forbindelse med en proton og en neutron danner en elektron et atom. Nu har forskere endnu ikke fundet ud af, hvad denne partikel består af. En elektron er en partikel, der har en uendelig minimal elektrisk ladning. Selve ordet "elektron" i oversættelse fra antikgræsk betyder "rav" - trods alt var det rav, at forskerne fra Hellas brugte til at studere fænomenerne elektricitet. Dette udtryk blev foreslået af den britiske fysiker i 1894 J. Stoney.
Hvorfor studere elementære partikler?
Det enkleste svar på spørgsmålet om, hvorfor forskereviden om subatomære partikler er nødvendig, lyder således: at have information om atomets indre struktur. En sådan erklæring indeholder dog kun en brøkdel af sandheden. Faktisk studerer forskere ikke kun atomens indre struktur - hovedfeltet i deres forskning er sammenstød med de mindste partikler af stof. Når disse partikler, der har enorm energi, kolliderer med hinanden ved høje hastigheder, i ordets bogstavelige forstand, fødes en ny verden, og fragmenter af stof, der er tilbage efter sammenstød, hjælper med at afsløre naturens hemmeligheder, der altid har været et mysterium til forskere.
