Jūs varat veikt daļiņas, kas veido atomusiedomāties savādāk - piemēram, apaļas putekļu daļiņu veidā. Tie ir tik mazi, ka katru šādu putekļu gabalu nevar aplūkot atsevišķi. Visas lietas, kas atrodas apkārtējā pasaulē, veido šādas daļiņas. Kādas ir daļiņas, kas veido atomus?
Definīcija
Subatomiskā daļiņa ir viena no tām"Ķieģeļi", no kuriem veidota visa pasaule. Šādas daļiņas ietver protonus un neitronus, kas ir atomu kodolu daļa. Šajā kategorijā ietilpst arī elektroni, kas apgriežas ap kodoliem. Citiem vārdiem sakot, fizikā subatomiskās daļiņas ir protoni, neitroni un elektroni. Cilvēkiem pazīstamajā pasaulē parasti nav cita veida daļiņu - viņi dzīvo neparasti maz. Kad viņu vecums beidzas, tie sadalās parastās daļiņās.
Количество же тех субатомных частиц, которые dzīvo salīdzinoši īsi, šodien ir simtiem. To skaits ir tik liels, ka zinātnieki vairs neizmanto parastos nosaukumus, lai tos apzīmētu. Tāpat kā zvaigznes, tiem bieži ir piešķirti skaitliski un burti.
Galvenās iezīmes
Starp vissvarīgākajām īpašībāmsubatomiskās daļiņas ietver griešanos, elektrisko lādiņu un masu. Tā kā daļiņas svars bieži ir saistīts ar masu, dažas daļiņas tradicionāli sauc par "smagajām". Einšteina iegūtais vienādojums (E = mc2) norāda, ka subatomiskās daļiņas masa ir tieši atkarīga no tās enerģijas un ātruma. Kas attiecas uz elektrisko lādiņu, tas vienmēr ir pamatvienības daudzkārtne. Piemēram, ja protona lādiņš ir +1, tad elektrona lādiņš ir -1. Tomēr dažām subatomiskām daļiņām, piemēram, fotonam vai neitrīno, elektriskā lādiņa vispār nav.
Svarīga īpašība ir arī kalpošanas laiksdaļiņas. Pavisam nesen zinātnieki bija pārliecināti, ka elektroni, fotoni, kā arī neitrīno un protoni ir pilnīgi stabili, un to kalpošanas laiks ir gandrīz bezgalīgs. Tomēr tas nav gluži taisnība. Piemēram, neitrons paliek stabils tikai līdz brīdim, kad to "atbrīvo" no atoma kodola. Pēc tam tā dzīves laiks ir vidēji 15 minūtes. Visas nestabilās daļiņas pakļauj kvantu sabrukšanas procesam, kuru nekad nevar pilnībā paredzēt.
Daļiņu izpēte
Atoms tika uzskatīts par nedalāmu - līdztā struktūra tika atklāta. Apmēram pirms gadsimta Rezerfords veica savus slavenos eksperimentus, kas sastāvēja no plānas loksnes bombardēšanas ar alfa daļiņu plūsmu. Izrādījās, ka vielas atomi ir praktiski tukši. Un atoma centrā ir viss, ko mēs saucam par atoma kodolu - tas ir apmēram tūkstoš reižu mazāks nekā pats atoms. Tajā laikā zinātnieki uzskatīja, ka atoms sastāv no divu veidu daļiņām - kodola un elektroniem.
Laika gaitā zinātniekiem rodas jautājums:kāpēc protons, elektrons un pozitrons turas kopā un Kulona spēku ietekmē nesadalās dažādos virzienos? Un arī tā laika zinātniekiem tas palika neskaidrs: ja šīs daļiņas ir elementāras, tad ar tām nekas nevar notikt, un tām jādzīvo mūžīgi.
Attīstoties kvantu fizikai, pētniekiuzzināja, ka neitrons ir pakļauts sabrukšanai un tajā pašā laikā pietiekami ātri. Tas sadalās protonā, elektronā un citā, ko nebija iespējams noķert. Pēdējo pamanīja enerģijas trūkums. Tad zinātnieki pieņēma, ka elementārdaļiņu saraksts ir izsmelts, taču tagad ir zināms, ka tas tā nebūt nav. Tika atklāta jauna daļiņa, ko sauc par neitrīno. Tas neveic elektrisko lādiņu un ir ļoti viegls.
Neitrons
Neitrons ir subatomiska daļiņa, kurai piemītneitrāls elektriskais lādiņš. Tā masa gandrīz 2 tūkstošus reižu pārsniedz elektrona masu. Tā kā neitroni pieder neitrālu daļiņu klasei, tie tieši mijiedarbojas ar atomu kodoliem, nevis ar to elektronu čaulām. Neitroniem ir arī magnētiskais moments, kas ļauj zinātniekiem izpētīt vielas mikroskopisko magnētisko struktūru. Neitronu starojums ir nekaitīgs pat bioloģiskajiem organismiem.
Subatomiskā daļiņa - protons
Zinātnieki ir atklājuši, ka šie "matērijas celtniecības elementi"sastāv no trim kvarkiem. Protons ir pozitīvi uzlādēta daļiņa. Protona masa ir 1836 reizes lielāka par elektrona masu. Viens protons un viens elektrons, apvienojoties, veido vienkāršāko ķīmisko elementu - ūdeņraža atomu. Vēl nesen tika uzskatīts, ka protoni nevar mainīt rādiusu atkarībā no tā, kuri elektroni riņķo ap tiem. Protons ir elektriski uzlādēta daļiņa. Savienojoties ar elektronu, tas pārvēršas par neitronu.
Elektrons
Elektronu pirmo reizi atklāja angļu fiziķisDž. Tomsons 1897. gadā. Šī zinātnes daļiņa, kā tagad uzskata zinātnieki, ir elementārs jeb punktveida objekts. Tas ir subatomiskās daļiņas nosaukums atomā, kuram nav savas struktūras - tas nesastāv no citiem, mazākiem komponentiem. Savienojumā ar protonu un neitronu elektrons veido atomu. Tagad zinātnieki vēl nav izdomājuši, no kā sastāv šī daļiņa. Elektrons ir daļiņa, kurai ir bezgalīgi mazs elektriskais lādiņš. Pats vārds "elektrons" tulkojumā no sengrieķu valodas nozīmē "dzintars" - galu galā tieši dzintaru Hellas zinātnieki izmantoja elektrības parādību izpētei. Šo terminu 1894. gadā ierosināja britu fiziķis J. Stoney.
Kāpēc pētīt elementārdaļiņas?
Vienkāršākā atbilde uz jautājumu, kāpēc zinātniekizināšanas par subatomiskām daļiņām ir nepieciešamas, izklausās šādi: lai būtu informācija par atoma iekšējo struktūru. Tomēr šāds apgalvojums satur tikai daļu patiesības. Faktiski zinātnieki pēta ne tikai atoma iekšējo struktūru - viņu pētījumu galvenā joma ir vismazāko matērijas daļiņu sadursmes. Kad šīs daļiņas, kurām piemīt milzīga enerģija, lielā ātrumā saduras viena ar otru, vārda tiešā nozīmē dzimst jauna pasaule, un pēc sadursmēm palikušie materiāla fragmenti palīdz atklāt dabas noslēpumus, kas vienmēr ir palikuši noslēpums zinātniekiem.
