De deeltjes waaruit atomen bestaan, kunnen zijnstel je op verschillende manieren voor - bijvoorbeeld in de vorm van ronde stofdeeltjes. Ze zijn zo klein dat het onmogelijk is om elk van deze stofdeeltjes afzonderlijk te beschouwen. Alle materie die zich in de omringende wereld bevindt, bestaat uit dergelijke deeltjes. Wat zijn de deeltjes waaruit atomen bestaan?
definitie
Een subatomair deeltje is er een van"Bakstenen" waaruit de hele omringende wereld is opgebouwd. Deze deeltjes omvatten protonen en neutronen, die deel uitmaken van atoomkernen. Ook elektronen in een baan om de kernen behoren tot deze categorie. Met andere woorden, subatomaire deeltjes in de natuurkunde zijn protonen, neutronen en elektronen. In de wereld die mensen kennen, zijn er in de regel geen deeltjes van een ander soort - ze leven ongewoon klein. Aan het einde van hun leeftijd vervallen ze tot gewone deeltjes.
Het aantal van die subatomaire deeltjes datleven voor een relatief korte tijd, vandaag zijn er honderden. Hun aantal is zo groot dat wetenschappers niet langer de gebruikelijke namen voor hen gebruiken. Net als sterren krijgen ze vaak cijfers en letters toegewezen.
Hoofdfuncties
Een van de belangrijkste kenmerken van elksubatomaire deeltjes omvatten spin, elektrische lading en massa. Omdat het gewicht van een deeltje vaak gerelateerd is aan de massa, worden sommige deeltjes traditioneel "zwaar" genoemd. De vergelijking die Einstein afleidde (E = mc2) geeft aan dat de massa van een subatomair deeltje direct afhankelijk is van zijn energie en snelheid. Wat betreft de elektrische lading, deze is altijd een veelvoud van de fundamentele eenheid. Als de lading van een proton bijvoorbeeld +1 is, dan is de lading van een elektron -1. Sommige subatomaire deeltjes, zoals een foton of neutrino, hebben echter helemaal geen elektrische lading.
Ook een belangrijk kenmerk is de levensduurdeeltjes. Meer recent waren wetenschappers ervan overtuigd dat elektronen, fotonen, evenals neutrino's en protonen, volledig stabiel zijn en dat hun levensduur bijna oneindig is. Dit is echter niet helemaal waar. Een neutron blijft bijvoorbeeld alleen stabiel totdat het wordt "losgelaten" uit de atoomkern. Daarna is de levensduur gemiddeld 15 minuten. Alle onstabiele deeltjes ondergaan een kwantumvervalproces dat nooit volledig voorspelbaar kan zijn.
Deeltjesonderzoek
Het atoom werd als ondeelbaar beschouwd - totzijn structuur werd ontdekt. Ongeveer een eeuw geleden deed Rutherford zijn beroemde experimenten, die bestonden uit het bombarderen van een dunne plaat met een stroom alfadeeltjes. Het bleek dat de atomen van de stof praktisch leeg zijn. En in het midden van het atoom bevindt zich alles wat we de kern van het atoom noemen - het is ongeveer duizend keer kleiner dan het atoom zelf. Destijds geloofden wetenschappers dat een atoom uit twee soorten deeltjes bestaat: een kern en elektronen.
Na verloop van tijd hebben wetenschappers een vraag:waarom kleven proton, elektron en positron aan elkaar en vallen ze niet uiteen in verschillende richtingen onder invloed van Coulomb-krachten? En ook voor de wetenschappers van die tijd bleef het onduidelijk: als deze deeltjes elementair zijn, kan er niets met hen gebeuren en moeten ze eeuwig leven.
Met de ontwikkeling van kwantumfysica, onderzoekersontdekte dat het neutron onderhevig is aan verval en tegelijkertijd snel genoeg. Het vervalt tot een proton, een elektron en iets anders dat onmogelijk te vangen was. Dit laatste werd opgemerkt door het gebrek aan energie. Toen gingen wetenschappers ervan uit dat de lijst met elementaire deeltjes was uitgeput, maar nu is bekend dat dit verre van het geval is. Een nieuw deeltje genaamd neutrino werd ontdekt. Het draagt geen elektrische lading en is extreem licht in massa.
Neutron
Neutron is een subatomair deeltje dat bezitneutrale elektrische lading. Zijn massa is bijna tweeduizend keer de massa van een elektron. Omdat neutronen tot de klasse van neutrale deeltjes behoren, hebben ze een directe wisselwerking met de atoomkernen en niet met hun elektronenschillen. Neutronen hebben ook een magnetisch moment waardoor wetenschappers de microscopische magnetische structuur van materie kunnen bestuderen. Neutronenstraling is zelfs voor biologische organismen onschadelijk.
Subatomair deeltje - proton
Wetenschappers hebben ontdekt dat deze 'bouwstenen van materie'bestaan uit drie quarks. Het proton is een positief geladen deeltje. De massa van het proton is 1836 keer de massa van het elektron. Eén proton en één elektron vormen samen het eenvoudigste chemische element: een waterstofatoom. Tot voor kort werd aangenomen dat protonen hun straal niet kunnen veranderen afhankelijk van de elektronen die er omheen draaien. Het proton is een elektrisch geladen deeltje. Verbindend met een elektron, verandert het in een neutron.
Electron
Het elektron werd voor het eerst ontdekt door een Engelse natuurkundigeJ. Thomson in 1897. Dit deeltje is, zoals wetenschappers nu geloven, een elementair of puntobject. Dit is de naam van een subatomair deeltje in een atoom dat geen eigen structuur heeft - het bestaat niet uit andere, kleinere componenten. Samen met een proton en een neutron vormt een elektron een atoom. Nu weten wetenschappers nog niet waaruit dit deeltje bestaat. Een elektron is een deeltje met een oneindig kleine elektrische lading. Het woord "elektron" in vertaling uit het oud-Grieks betekent "amber" - het was tenslotte barnsteen dat de wetenschappers van Hellas gebruikten om de verschijnselen van elektriciteit te bestuderen. Deze term werd in 1894 door de Britse natuurkundige J. Stoney voorgesteld.
Waarom elementaire deeltjes bestuderen?
Het eenvoudigste antwoord op de vraag waarom wetenschapperskennis over subatomaire deeltjes is noodzakelijk, klinkt als volgt: informatie hebben over de interne structuur van het atoom. Een dergelijke verklaring bevat echter slechts een fractie van de waarheid. In feite bestuderen wetenschappers niet alleen de interne structuur van het atoom - het belangrijkste gebied van hun onderzoek zijn de botsingen van de kleinste materiedeeltjes. Wanneer deze deeltjes, die enorme energie bezitten, met hoge snelheden op elkaar botsen, in de letterlijke zin van het woord, wordt een nieuwe wereld geboren, en de fragmenten van de materie die na de botsingen achterblijven, helpen de geheimen van de natuur te onthullen die altijd zijn gebleven. een mysterie voor wetenschappers.
