Les particules qui composent les atomes peuvent êtreimaginez de différentes manières - par exemple, sous la forme de particules de poussière rondes. Ils sont si petits qu'il est impossible de considérer chacun de ces grains de poussière séparément. Toute matière qui se trouve dans le monde environnant est constituée de telles particules. Quelles sont les particules qui composent les atomes?
Définition
Une particule subatomique est l'un de ceux"Briques" à partir desquelles tout le monde environnant est construit. Ces particules comprennent des protons et des neutrons, qui font partie des noyaux atomiques. Les électrons en orbite autour des noyaux appartiennent également à cette catégorie. En d'autres termes, les particules subatomiques en physique sont des protons, des neutrons et des électrons. Dans le monde familier à l'homme, en règle générale, il n'y a pas de particules d'un autre type - ils vivent exceptionnellement peu. Lorsque leur âge se termine, ils se désintègrent en particules ordinaires.
Le nombre de ces particules subatomiques quivivre pendant une période relativement courte, il y en a aujourd'hui des centaines. Leur nombre est si grand que les scientifiques n'utilisent plus les noms habituels pour eux. Comme les étoiles, on leur attribue souvent des chiffres et des lettres.
Caractéristiques principales
Parmi les caractéristiques les plus importantes de toutles particules subatomiques comprennent le spin, la charge électrique et la masse. Le poids d'une particule étant souvent lié à la masse, certaines des particules sont traditionnellement appelées «lourdes». L'équation dérivée d'Einstein (E = mc2) indique que la masse d'une particule subatomique dépend directement de son énergie et de sa vitesse. Quant à la charge électrique, elle est toujours un multiple de l'unité fondamentale. Par exemple, si la charge d'un proton est +1, alors la charge d'un électron est -1. Cependant, certaines des particules subatomiques, comme un photon ou un neutrino, n'ont aucune charge électrique.
La durée de vie est également une caractéristique importanteparticules. Plus récemment, les scientifiques ont été convaincus que les électrons, les photons, ainsi que les neutrinos et les protons sont complètement stables et que leur durée de vie est presque infinie. Cependant, ce n'est pas tout à fait vrai. Un neutron, par exemple, ne reste stable que jusqu'à ce qu'il soit «libéré» du noyau atomique. Après cela, sa durée de vie est en moyenne de 15 minutes. Toutes les particules instables subissent un processus de désintégration quantique qui ne peut jamais être complètement prévisible.
Recherche de particules
L'atome était considéré comme indivisible - jusqu'à ce quesa structure a été découverte. Il y a environ un siècle, Rutherford a fait ses fameuses expériences, qui consistaient à bombarder une fine feuille avec un flux de particules alpha. Il s'est avéré que les atomes de la substance sont pratiquement vides. Et au centre de l'atome se trouve tout ce que nous appelons le noyau de l'atome - il est environ mille fois plus petit que l'atome lui-même. À cette époque, les scientifiques croyaient qu'un atome se compose de deux types de particules: un noyau et des électrons.
Au fil du temps, les scientifiques se posent une question:pourquoi le proton, l'électron et le positron collent ensemble et ne se désintègrent pas dans des directions différentes sous l'influence des forces de Coulomb? Et aussi pour les scientifiques de cette époque, cela restait incertain: si ces particules sont élémentaires, alors rien ne peut leur arriver et elles doivent vivre éternellement.
Avec le développement de la physique quantique, les chercheursdécouvert que le neutron est sujet à la désintégration, et en même temps assez rapidement. Il se désintègre en un proton, un électron et quelque chose d'autre qui était impossible à attraper. Ce dernier a été remarqué par le manque d'énergie. Ensuite, les scientifiques ont supposé que la liste des particules élémentaires était épuisée, mais on sait maintenant que c'est loin d'être le cas. Une nouvelle particule appelée neutrino a été découverte. Il ne transporte aucune charge électrique et est extrêmement léger en masse.
Neutron
Le neutron est une particule subatomique qui possèdecharge électrique neutre. Sa masse est presque 2 mille fois la masse d'un électron. Puisque les neutrons appartiennent à la classe des particules neutres, ils interagissent directement avec les noyaux des atomes, et non avec leurs couches électroniques. Les neutrons ont également un moment magnétique qui permet aux scientifiques d'étudier la structure magnétique microscopique de la matière. Le rayonnement neutronique est inoffensif même pour les organismes biologiques.
Particule subatomique - proton
Les scientifiques ont découvert que ces «éléments constitutifs de la matière»se composent de trois quarks. Le proton est une particule chargée positivement. La masse du proton est de 1836 fois la masse de l'électron. Un proton et un électron, combinés, forment l'élément chimique le plus simple - un atome d'hydrogène. Jusqu'à récemment, on pensait que les protons ne pouvaient pas changer de rayon en fonction des électrons en orbite autour d'eux. Le proton est une particule chargée électriquement. Se connectant à un électron, il se transforme en neutron.
Électron
L'électron a été découvert pour la première fois par un physicien anglaisJ. Thomson en 1897. Cette particule, comme le croient aujourd'hui les scientifiques, est un objet élémentaire ou ponctuel. C'est le nom d'une particule subatomique dans un atome qui n'a pas sa propre structure - il ne se compose d'aucun autre composant plus petit. En union avec un proton et un neutron, un électron forme un atome. Les scientifiques n'ont pas encore compris en quoi consiste cette particule. Un électron est une particule qui a une charge électrique infinitésimale. Le mot même «électron» dans la traduction du grec ancien signifie «ambre» - après tout, c'était l'ambre que les scientifiques de Hellas utilisaient pour étudier les phénomènes d'électricité. Ce terme a été proposé par le physicien britannique en 1894 J. Stoney.
Pourquoi étudier les particules élémentaires?
La réponse la plus simple à la question de savoir pourquoi les scientifiquesla connaissance des particules subatomiques est nécessaire, sonne comme ceci: pour avoir des informations sur la structure interne de l'atome. Cependant, une telle déclaration ne contient qu'une fraction de la vérité. En fait, les scientifiques n'étudient pas seulement la structure interne de l'atome - le principal domaine de leurs recherches est les collisions des plus petites particules de matière. Lorsque ces particules, possédant une énergie énorme, se heurtent à grande vitesse, au sens littéral du terme, un nouveau monde est né, et les fragments de matière restants après les collisions aident à révéler les secrets de la nature qui sont toujours restés. un mystère pour les scientifiques.
