Hmotnosť neutrona, protónu, elektrónu - čo je bežné?

Len čo sa stretne s neznámympredmet, tak tam je určite Mercantile-pozemský otázka - a koľko váži. Ale ak je toto neznáme elementárna častica, čo potom? A nič, zostáva otázka: aká je hmotnosť častice. Ak je niekto zaoberá počítanie nákladov vzniknutých ľuďom uspokojiť svoju zvedavosť študovať presnejšie merať hmotnosti elementárnych častíc, potom by sme vedeli, že, napríklad neutrón hmotnosť v kilogramoch s dychberúci počet núl za desatinnou čiarkou, nákladové ľudstva drahšie než najdrahšie stavbu s rovnakým počtom núl pred desatinnou čiarkou.

A všetko začalo veľmi nepravidelne: v smere J. J. Tomsonovo laboratórium v ​​roku 1897 vykonalo štúdie o katódových lúčoch. V dôsledku toho bola určená univerzálna konštanta vesmíru - hodnota pomeru hmotnosti elektrónu k jeho náboju. Pred určením hmotnosti elektrónu zostáva veľmi málo - určiť jeho náboj. Za 12 rokov to dokázal Robert Milliken. Vykonal experimenty s kvapkami oleja, ktoré padali do elektrického poľa, a dokázal nielen vyvážiť ich hmotnosť podľa veľkosti poľa, ale urobiť potrebné a mimoriadne jemné merania. Výsledkom je číselná hodnota hmotnosti elektrónu:

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

Do tejto doby, výskumštruktúra atómového jadra, kde bol priekopníkom Ernest Rutherford. Bol to on, ktorý pri pozorovaní rozptylu nabitých častíc navrhol atómový model s vonkajším elektrónovým plášťom a pozitívnym jadrom. Častica, ktorá bola navrhnutá v planetárnom modeli atómu ako jadra najjednoduchšieho atómu, bola získaná bombardovaním dusíka s alfa-ray prúdom. Bola to prvá jadrová reakcia prijatá v laboratóriu - v dôsledku toho sa kyslík vyrábal z dusíka a jadier budúcich vodíkových atómov nazývaných protóny. Avšak alfa lúče pozostávajú z komplexných častíc: okrem dvoch protónov obsahujú ešte dva neutrony. Hmotnosť neutrónu je takmer rovnaká ako hmotnosť protónu a celková hmotnosť častice alfa sa ukáže ako celkom solídna, aby zničila jadro protilátok a oddelila od neho časť, ktorá sa stala.

Prietok pozitívnych protónov sa odchýlilelektrického poľa, kompenzujúc jeho odchýlku spôsobenú gravitáciou. V týchto experimentoch nebolo ťažké určiť hmotnosť protónu. Ale najzaujímavejšia bola otázka, aký podiel má hmotnosť protónu a elektrónu. Hádanka sa okamžite vyriešila: hmotnosť protónu presahuje hmotnosť elektrónu o niečo viac ako 1836 krát.

Na začiatku sa predpokladal model atómu,podľa Rutherforda ako komplexu elektrón-protón s rovnakým počtom protónov a elektrónov. Veľmi rýchlo sa však ukázalo, že primárny jadrový model úplne neopisuje všetky pozorované účinky na interakcie elementárnych častíc. Iba v roku 1932 James Chadwick potvrdil hypotézu ďalších častíc v jadre. Boli nazývané neutrony, neutrálne protóny, tk. nemali žiadne poplatky. Práve táto okolnosť spôsobuje ich väčšiu penetračnú silu - nevynakladajú energiu na ionizáciu protichodných atómov. Neutrónová hmotnosť je dosť nevýznamne väčšia ako hmotnosť protónov - len viac ako 2,6 elektrónových hmotností.

Chemické vlastnosti látok a zlúčenín, ktorésú tvorené týmto prvkom, sú určené počtom protónov v jadre atómu. Časom sa potvrdila účasť protónu v silných a ďalších základných interakciách: elektromagnetická, gravitačná a slabá. V tomto prípade napriek skutočnosti, že nie je náboj neutronu, v silných interakciách sa proton a neutron zaobchádza ako s elementárnymi nukleovými časticami v rôznych kvantových stavoch. Časť podobnosti v chovaní týchto častíc je vysvetlená skutočnosťou, že neutronová hmotnosť sa veľmi líši od hmotnosti protónu. Stabilita protónov umožňuje ich použitie, predtým zrýchlené na vysoké rýchlosti, ako bombardovanie častíc pre jadrové reakcie.