Subatomiset hiukkaset

Tärkeimmät subatomiset hiukkaset

Mitkä ovat subatomiset hiukkaset?

Se Subatomiset hiukkaset Ne ovat pienempiä kuin atomi ja niitä löytyy luonnosta, melkein kaikki ovat osa sitä. Tiedämme hyvin tärkeimmät ja vakaimmat, jotka ovat elektronia, protonia ja neutronia.

Kaikki aine koostuu näistä hiukkasista, vaikkakin muitakin, vaikka sen olemassaoloa jätettiin pitkään huomiotta. Ensimmäiset atomimallit, jotka ovat peräisin muutamasta vuosisadasta ennen Kristusta, olettivat, että atomit olivat jakamattomia, jotain marmoria, jotka yhdistettynä tietyllä tavalla aiheuttivat eri elementtejä.

Kun opittiin, että se ei ollut niin, 1800 -luvun elektronin löytöjen ansiosta 1900 -luvun alussa, tutkijat ihmettelivät, oliko näillä hiukkasilla sisäinen rakenne sisäinen rakenne.

Kävi ilmi, että sekä protoni että neutroni ovat hiukkasia, jotka koostuvat vielä pienemmistä, joilla ei ole sisäistä rakennetta: ne ovat alkuaineita.

Siksi subatomiset hiukkaset on jaettu:

• Komposiittikiukkaset.
• Elementtipartikkelit.

Alkeishiukkaset ovat kvarkeja, gluonit ja leptonit. Kvarkit ja gluonit muodostavat protonit ja neutronit, kun taas elektroni, alkuaine hiukkas, on lepton.

Subatomisten hiukkasten löytäminen

Subatomisten hiukkasten löytöt alkoivat 1800 -luvulta ja ensimmäinen löydettävä oli elektroni.

Vuoteen 1890 mennessä fyysikot olivat erittäin kiireisiä tutkimaan säteilyä ja sähkömagneettisten aaltojen siirtoa. J -. J -. Thomson oli yksi heistä ja suoritti lukuisia kokeita putken kanssa, jolle ilma oli uutettu ja laitettu pari elektrodia.

J -. J -. Thomson

Kun levitettiin jännitettä, tuotettiin salaperäisiä säteitä, nimeltään katodisäteet, joiden luonne oli tuntematon, kunnes J. J -. Thomson (1856-1940) havaitsi, että ne koostuivat negatiivisesti varautuneista hiukkasista.

Thomson sai osamäärän näiden hiukkasten kuorman ja massan välillä: 1.76 x 10⁸ C/g, missä C tarkoittaa coulomb, Kansainvälisen yksikköjärjestelmän sähkömaksujen yksikkö on gramma.

Voi palvella sinua: kevyt taittuminen: elementit, lait ja kokeilu

Ja hän löysi kaksi erittäin tärkeää asiaa, ensimmäisenä, että hiukkasten massa oli erittäin pieni ja toiseksi, että tämä arvo oli sama kaikille, riippumatta siitä, mitä elektrodit tehtiin.

Amerikkalaisen fyysikko Robert Millikan (1868-1953) ja hänen yhteistyökumppaninsa havaitsivat pian sen jälkeen, 1900-luvun alussa, 1900-luvun alussa kokeen ansiosta kokeen ansiosta koe Öljypisara.

Atomi -ydin: protonit ja neutronit

Henri Becquerel -muotokuva

1800-luvun lopulla Henri Becquerel (1852-1908) oli löytänyt luonnollisen radioaktiivisuuden ilmiön, joka kiehtoi muita fyysikkoja, kuten puolisot Marie ja Pierre Curie, samoin kuin uuskygoottinen Ernest Rutherford.

Jälkimmäinen löysi kolme erityyppistä säteilyä uraaninäytteistä, hyvin tunnettu radioaktiivinen elementti. Hän nimitti heidät kreikkalaisen aakkosten kolmella ensimmäisellä kirjaimella: α, β ja y.

Rutherford Dispersion -kokeet

Nuori Ernest Rutherford

Rutherfordin pommittamalla a -hiukkasia, erittäin energisiä ja positiivisesti ladattuja.

Mutta uteliaana, pieni osa hiukkasista ohjattiin ja muutama jopa pomppi vastakkaiseen suuntaan. Jälkimmäinen oli käsittämätön, koska kuten Rutherford sanoi, se oli kuin ampuminen kiväärillä ohut nenäliina ja nähdä, että luodit palaavat.

Syy, että α -hiukkaset poikkeavat, on se, että arkin sisällä on jotain, joka niitä torjuu, ja siksi on oltava positiivisesti varautuneita. Tämä on atomien ydin, pieni, mutta se sisältää melkein koko atomin massaa.

Neutronin löytö

James Chadwick

Neutroni kesti vähän kauemmin, ja se johtui englantilaisesta fyysikosta James Chadwick (1891-1974), Rutherford Student. Rutherford itse oli ehdottanut hiukkasen olemassaoloa ilman kuormaa ytimessä selittämään, miksi tämä ei hajoa sähköstaattisen torjumisen takia.

Chadwick -kokeet paljastivat vuonna 1932, että massan massan olemassaolo on hyvin samanlainen kuin protonin, mutta ilman kuormaa. Siksi he kutsuivat häntä neutroniksi ja protonin viereen, ne ovat atomiytimen olennaisia ​​komponentteja.

Voi palvella sinua: Sähkömagneettinen energia: kaava, yhtälöt, käytöt, esimerkit

Tärkeimmät subatomiset hiukkaset

Yleensä subatomisille hiukkasille on ominaista: että sillä on:

• Massa.
• Sähkövaraus.
• Pyöriä.

Spin on laatu, joka on analoginen akselin pyörimiselle, mutta täysin kvanttiluonne. Ja toisaalta on hiukkasia, joissa on kuorma ja massa 0, kuten fotoni.

Elektroni

Elektroni on stabiili subatominen hiukkas, negatiivisesti ladattu ja kuuluu Leptones -ryhmään, ja se on alhaisin massa. Se on olennainen osa atomia, mutta se voi olla eristetty tästä, ilmaiset elektronit.

Itse asiassa se on pienin sähkövaraus, joka löytyy luonnosta, joten mikä tahansa muu on elektronin moninkertainen, kuorman kvantisointiperiaatteen mukaan.

Sen pääominaisuudet ovat:

• Massa: 9.1 x 10^-31 kg
• Kuorma: E = -1.6 x 10^-19 C
• Spin: ± ½
• Antiparticle: Positron.

Elektroni vastaa kemiallisten sidosten muodostumisesta, samoin kuin sähkö- ja lämmönjohtavuudessa. Ja kvanttimekaniikan ansiosta tiedämme, että elektronilla on kaksoiskäyttäytyminen: aalto ja hiukkas samanaikaisesti.

Protoni

Se on sähköisesti ladattu hiukkas.

Protoni ei ole elektronin kaltainen alkuainepartikkeli, mutta koostuu kolmesta kvarkista, jotka ovat yhdistäneet Gluones Ja se on paljon massiivisempi kuin elektroni.

Toisin kuin tämä, protoni rajoittuu atomien ytimeen, ja sen määrä määrittää, mikä elementti se on, samoin kuin sen ominaisuudet.

• Massa: 1.672 x 10^-27 kg
• Kuorma: E = +1.6 x 10^-19 C
• Spin: ½
• Antiparticle: Antiproton.

Neutroni

Protonin vieressä oleva neutroni muodostaa atomien ytimen ja koostuu myös kolmesta kvarkista: kaksi tyyppiä Alas ja yksi tyyppi Ylöspäin.

• Massa: 1.675 x 10^-27 kg
• Ei nettokuormaa.
• Spin: ½.

Se on stabiili hiukkas atomien ytimessä, mutta vapaana hiukkasena se heikkenee puoli -elämää noin 10.Noin 3 minuuttia. Sen massa on tuskin suurempi kuin protonin massa, ja kuten olemme sanoneet, siitä puuttuu nettokuorma.

Voi palvella sinua: piilevä lämpö

Atomin neutronien lukumäärä on tärkeä, koska vaikka se ei määritä elementin luonnetta, kuten protoni tekee, se määrittää isotooppiluokan.

Elementin isotoopit ovat samanlaisia ​​variantteja ja niiden käyttäytyminen voi olla aivan erilainen toisistaan. Siellä on vakaa ja epävakaa, esimerkiksi vety on isotooppina deuterium ja tritium.

Tiettyjen uraanin ja plutoniumyhdisteiden pommittamalla neutroniatomeja, ydin on turkista. Ydinketjun reaktio pystyy säteilemään suuren määrän energiaa.

Kvarkit

Ne ovat protonien ja neutronien aineosia. Toistaiseksi on löydetty 6 tyyppiä kvarkeja, mutta kukaan ei vapaana hiukkasena, mutta siihen liittyy muiden komposiittipartikkeleiden muodostaminen.

Todisteet sen olemassaolosta saatiin 60 -luvulta lähtien suoritetuilla kokeilla, Stanfordin lineaarisen kiihdyttimen kanssa ja sitten CERN: ssä.

• Kuorma: +2/3e, -1/3e
• Spin: ½
• Antipartikkeli: Antiquark.

Muut hiukkaset

Vuodesta 1930 seurasi uusien hiukkasten löytöt, monet teorian ennustetut. Vakiopartikkelimalli pohtii 17 tyyppisten perushiukkasten olemassaoloa kvarkkien, leptonien, bosonien ja Higgsin bosonin välillä.

Heillä on myös vastaavat antilantilaiset, jotka vuorovaikutuksessa on tuhottu, tuottaen uusia hiukkasia. Tässä muutama niistä:

-Positron, identtinen elektronin kanssa, mutta positiivisella kuormalla.

-Neutriino, ilman kuormaa.

-mesoni.

-Bosonit, jotka ovat perustavanlaatuisten vuorovaikutusten kantajia, paitsi painovoima.

-Higgsin bosoni, joka on vastuussa massasta.

-Gravitón, on ehdotettu hiukkasten selittäminen painovoiman selittämiseksi, mutta ei vielä ole näyttöä siitä, että on olemassa.

Viitteet

1. Chang, R. 2013. Kemia. 11Va. Painos. MC Graw Hill Education.
2. Cobian, J. Vakio hiukkasmalli. Toipunut: SNE.On.
3. Fernández de Sala, P. Alkeishiukkaset, yhdistepartikkelit ja virtuaaliset hiukkaset. Palautettu: IFIC.UV.On.
4. Giambattista, a. 2010. Fysiikka. Toinen. Ed. McGraw Hill.
5. Olmo, m. Protonit ja neutronit. Toipunut: Hyperfysiikka.Phy-Astr.GSU.Edu.