Masa neutronu, protonu, elektronu - co jest powszechne?

Jak tylko spotka się z nieznanymz zastrzeżeniem, więc koniecznie pojawia się pytanie o kupiectwo - codzienne - i ile ono waży. Ale jeśli to nieznane jest cząstką elementarną, co wtedy? Ale nic, pytanie pozostaje takie samo: jaka jest masa tej cząstki. Jeśli ktoś jest zaangażowany w liczeniu kosztów poniesionych przez ludzkość, aby zaspokoić swoją ciekawość do studiowania bardziej precyzyjnie zmierzyć mas cząstek elementarnych, wtedy wiemy, że, na przykład, masa neutronów w kilogramach z numerem dech zer po przecinku, kosztów ludzkości droższe niż najdroższa konstrukcja z taką samą liczbą zer do przecinka.

A wszystko zaczęło się bardzo spokojnie: w kierunku J. Laboratorium J. Tomsona w 1897 roku przeprowadziło badania promieni katodowych. W rezultacie wyznaczono uniwersalną stałą dla wszechświata - wartość stosunku masy elektronowej do jej ładunku. Przed wyznaczeniem masy elektronu pozostaje bardzo niewiele - aby określić jego ładunek. W ciągu 12 lat udało się to Robertowi Millikenowi. Przeprowadzał eksperymenty z kroplami oleju padającego w polu elektrycznym i udało mu się nie tylko zrównoważyć swoją wagę wielkością pola, ale także dokonać niezbędnych i niezwykle delikatnych pomiarów. Ich wynikiem jest wartość liczbowa masy elektronowej:

me = 9,109,38215 (15) * 10-31 kg.

Do tego czasu, badaniastruktura jądra atomowego, gdzie pionierem był Ernest Rutherford. To on, obserwując rozproszenie naładowanych cząstek, zaproponował model atomu z zewnętrzną powłoką elektronową i dodatnim jądrem. Cząstkę, która została zaproponowana w planetarnym modelu atomu jako jądro najprostszego atomu, uzyskano przez bombardowanie azotu strumieniem promieniowania alfa. Była to pierwsza reakcja jądrowa otrzymana w laboratorium - w wyniku tego tlen został wytworzony z azotu i zarodników przyszłych atomów wodoru zwanych protonami. Jednak promienie alfa składają się ze złożonych cząstek: oprócz dwóch protonów zawierają jeszcze dwa neutrony. Neutron masa prawie równa masie protonu i do całkowitej masy stałych cząstek alfa otrzymuje się zupełnie w celu rozłożenia się z rdzenia i licznik chip away „fragment”, i stało.

Przepływ pozytywnych protonów zboczyłpole elektryczne, kompensujące jego odchylenie spowodowane grawitacją. W tych eksperymentach nietrudno było określić masę protonu. Ale najciekawsze było pytanie, jaką proporcję ma masa protonu i elektronu. Zagadka została natychmiast rozwiązana: masa protonu przekracza masę elektronu nieco ponad 1836 razy.

Tak więc początkowo przyjęto model atomu,według Rutherforda, jako kompleks elektrono-protonowy z taką samą liczbą protonów i elektronów. Jednak już wkrótce okazało się, że pierwotny model jądrowy nie opisuje w pełni wszystkich zaobserwowanych efektów oddziaływań cząstek elementarnych. Dopiero w 1932 r. James Chadwick potwierdził hipotezę występowania dodatkowych cząstek w rdzeniu. Nazywano je neutronami, neutralnymi protonami, tk. nie mieli opłaty. To właśnie ta okoliczność powoduje ich większą przenikliwą moc - nie zużywają swojej energii na jonizację przeciwstawnych atomów. Masa neutronowa jest nieznacznie większa od masy protonu - tylko około 2,6 masy elektronowej więcej.

Chemiczne właściwości substancji i związków, któresą tworzone przez ten element, są określane przez liczbę protonów w jądrze atomu. Z biegiem czasu potwierdzono udział protonu w silnych i innych fundamentalnych interakcjach: elektromagnetycznych, grawitacyjnych i słabych. W tym przypadku, pomimo faktu, że nie ma ładunku neutronu, w oddziaływaniach silnych proton i neutron są traktowane jako elementarna cząstka nukleonu w różnych stanach kwantowych. Część podobieństwa w zachowaniu tych cząstek tłumaczy się tym, że masa neutronów różni się bardzo niewiele od masy protonu. Stabilność protonów pozwala na ich wykorzystanie, wcześniej przyspieszone do dużych prędkości, jako bombardujące cząstki do reakcji jądrowych.