Čestice koje čine atome, možetezamislite drugačije - na primjer, u obliku okruglih čestica prašine. Oni su toliko mali da se svaka takva mrvica prašine ne može razmatrati odvojeno. Sva materija koja se nalazi u okolnom svijetu sastoji se od takvih čestica. Koje su čestice koje sačinjavaju atome?
definicija
Subatomska čestica je jedna od njih"Opeke" od kojih je izgrađen cijeli svijet. Takve čestice uključuju protone i neutrone, koji su dio atomskih jezgri. U ovu kategoriju uključeni su i elektroni koji se okreću oko jezgara. Drugim riječima, subatomske čestice u fizici su protoni, neutroni i elektroni. Uobičajeno za ljudski svijet, u pravilu, nema čestica druge vrste - žive neuobičajeno malo. Kada im se starost završi, raspadaju se u obične čestice.
Broj onih subatomskih čestica koježive relativno kratko, danas ih ima stotine. Njihov je broj toliko velik da znanstvenici više ne koriste uobičajena imena za svoje označavanje. Poput zvijezda, često im se dodjeljuju brojevi i slova.
Glavne značajke
Među najvažnijim značajkama bilo kojegsubatomske čestice uključuju spin, električni naboj i masu. Budući da je težina čestica često povezana s masom, neke se čestice tradicionalno nazivaju "teške". Jednadžba koju je Einstein izveden (E = mc2) ukazuje da masa subatomske čestice izravno ovisi o njezinoj energiji i brzini. Što se tiče električnog naboja, on je uvijek višekratnik temeljne jedinice. Primjerice, ako je naboj protona +1, tada je naboj elektrona -1. Međutim, neke od subatomskih čestica, na primjer, fotona ili neutrina, uopće nemaju električni naboj.
Također važna karakteristika je vijek trajanjačestice. U novije vrijeme, znanstvenici su bili uvjereni da su elektroni, fotoni, kao i neutrini i protoni savršeno stabilni, a njihov životni vijek gotovo beskonačan. Međutim, to nije posve točno. Neutron, na primjer, ostaje stabilan samo dok se ne "oslobodi" iz jezgre atoma. Nakon toga mu je prosječno vrijeme života 15 minuta. Sve nestabilne čestice prolaze kroz proces kvantnog raspada, koji nikada ne može biti potpuno predvidljiv.
Istraživanje čestica
Atom se smatrao nedjeljivim - dootkrivena je njegova struktura. Prije otprilike jednog stoljeća Rutherford je izveo svoje poznate eksperimente bombardirajući tanki lim strujom alfa čestica. Pokazalo se da su atomi tvari praktički prazni. A u središtu atoma nalazi se sve ono što nazivamo jezgrom atoma - to je otprilike tisuću puta manje od samog atoma. Tada su znanstvenici vjerovali da se atom sastoji od dvije vrste čestica - jezgre i elektrona.
S vremenom znanstvenici imaju pitanje:zašto se proton, elektron i pozitron drže zajedno i ne raspadaju se u različitim smjerovima pod utjecajem Coulomovih sila? A također za znanstvenike tog vremena ostalo je nejasno: ako su te čestice elementarne, tada im se ništa ne može dogoditi i one moraju živjeti vječno.
Razvojem kvantne fizike istraživačiotkrio da je neutron podložan raspadanju, a ujedno i dovoljno brz. Raspada se na proton, elektron i nešto drugo što je bilo nemoguće uhvatiti. Ovo potonje primijetio je nedostatak energije. Tada su znanstvenici pretpostavljali da je popis elementarnih čestica iscrpljen, ali sada se zna da to nije daleko od slučaja. Otkrivena je nova čestica nazvana neutrino. Ne nosi električni naboj i izuzetno je lagane mase.
Neutron
Neutron je subatomska čestica koja posjedujeneutralni električni naboj. Njegova je masa gotovo 2 tisuće puta veća od mase elektrona. Budući da neutroni pripadaju klasi neutralnih čestica, oni izravno komuniciraju s jezgrama atoma, a ne sa svojim elektronskim ljuskama. Neutroni također imaju magnetski moment koji znanstvenicima omogućuje proučavanje mikroskopske magnetske strukture materije. Neutronsko zračenje je bezopasno čak i za biološke organizme.
Subatomska čestica - proton
Znanstvenici su otkrili da ti "gradivni materijali"sastoje se od tri kvarka. Proton je pozitivno nabijena čestica. Masa protona je 1836 puta veća od mase elektrona. Jedan proton i jedan elektron, kombinirajući se, tvore najjednostavniji kemijski element - atom vodika. Donedavno se vjerovalo da protoni ne mogu mijenjati radijus ovisno o tome koji elektroni kruže oko njih. Proton je električno nabijena čestica. Povezujući se s elektronom, on se pretvara u neutron.
Elektron
Elektron je prvi otkrio engleski fizičarJ. Thomson 1897. Ova je čestica, kako znanstvenici sada vjeruju, elementarni ili točkasti objekt. Ovo je naziv subatomske čestice u atomu koja nema vlastitu strukturu - ne sastoji se od bilo kojih drugih, manjih, komponenata. U sprezi s protonom i neutronom, elektron tvori atom. Sada znanstvenici još nisu shvatili od čega se sastoji ta čestica. Elektron je čestica koja ima beskonačno mali električni naboj. Sama riječ "elektron" u prijevodu s starogrčkog znači "jantar" - uostalom, upravo je jantar heladski znanstvenici proučavao pojave elektriciteta. Ovaj je izraz britanski fizičar predložio 1894. J. Stoney.
Zašto proučavati elementarne čestice?
Najjednostavniji odgovor na pitanje zašto znanstvenicipotrebno je znanje o subatomskim česticama, zvuči ovako: da bismo imali informacije o unutarnjoj strukturi atoma. Međutim, takva izjava sadrži samo djelić istine. Zapravo, znanstvenici proučavaju ne samo unutarnju strukturu atoma - glavno područje njihovih istraživanja su sudari najmanjih čestica materije. Kad se ove čestice, posjedujući ogromnu energiju, velikom brzinom sudare jedna s drugom, u doslovnom smislu riječi, rađa se novi svijet, a fragmenti materije preostali nakon sudara pomažu u otkrivanju tajni prirode koje su uvijek ostale misterij znanstvenicima.
