Massen av et nøytron, en proton, et elektron - hva er vanlig?

Så snart det skjer å møte det ukjenteemne, så nødvendigvis er det et merkantilt hverdags spørsmål - og hvor mye det veier. Men hvis dette ukjente er en elementær partikkel, hva da? Men ingenting, spørsmålet forblir det samme: hva er massen av denne partikkelen. Hvis noen er engasjert i å telle kostnadene ved menneskeheten til å tilfredsstille sin nysgjerrighet for å studere mer presist måle massene av elementærpartikler, så ville vi vite at, for eksempel, nøytron massen i kilo med fantastisk antall nuller etter komma, kostnadsmenneskeheten dyrere enn den dyreste konstruksjonen med det samme antall nuller til kommaen.

Og alt begynte veldig uneventfully: i retning av J. J.Tomsons laboratorium i 1897 gjennomførte studier av katodestråler. Som et resultat ble en universell konstant for universet bestemt - verdien av forholdet mellom elektronmassen og dets ladning. Før du bestemmer massen av et elektron, forblir det svært lite - for å bestemme ladningen. I løpet av 12 år klarte Robert Milliken å gjøre det. Han har utført eksperimenter med oljedråper som faller i det elektriske feltet, og han klarte ikke bare å balansere vekten etter feltets størrelse, men også å gjøre nødvendige og ekstremt delikate målinger. Deres resultat er den numeriske verdien av elektronmassen:

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

På denne tiden, forskningstruktur av atomkjernen, hvor pioner var Ernest Rutherford. Det var han som, observere spredning av ladede partikler, foreslo en atommodell med et eksternt elektronskall og en positiv kjernekraft. En partikkel, som ble foreslått i planetens modell av atom som kjernen til det enkleste atom, ble oppnådd ved bombardering av nitrogen med en alfa-strålestrøm. Dette var den første kjernefysiske reaksjonen som ble mottatt i laboratoriet. Som følge av dette ble oksygen produsert fra nitrogen og kjernene til fremtidige hydrogenatomer kalt protoner. Alfa stråler består imidlertid av komplekse partikler: i tillegg til to protoner inneholder de to nøytroner. Massen av nøytronen er nesten lik protonens masse og totalparten av alfa-partikkelen viser seg å være ganske solid for å ødelegge tellerkjernen og å skille fra seg et "stykke" som skjedde.

Strømmen av positive protoner avvikletelektrisk felt, kompensere for dens avvik forårsaket av tyngdekraften. I disse forsøkene var det ikke vanskelig å bestemme protonens masse. Men det mest interessante var spørsmålet om hvilken andel massen av en proton og et elektron har. Gratulen ble umiddelbart løst: protonens masse overskrider elektronens masse litt mer enn 1836 ganger.

Så i utgangspunktet ble modellen av atomet antatt,ifølge Rutherford, som et elektron-protonkompleks med samme antall protoner og elektroner. Imidlertid viste det seg veldig snart at den primære kjernemodellen ikke fullstendig beskriver alle de observerte effekter på samspillet mellom elementære partikler. Bare i 1932 bekreftet James Chadwick hypotesen om ytterligere partikler i kjernen. De ble kalt nøytroner, nøytrale protoner, tk. de hadde ingen kostnad. Det er denne situasjonen som forårsaker deres større inntrengende kraft - de bruker ikke sin energi på ioniseringen av motstridende atomer. Neutronmassen er ganske ubetydelig større enn protonmassen - bare ca 2,6 elektronmasser mer.

De kjemiske egenskapene til stoffer og forbindelser somdannes av dette elementet, bestemmes av antallet protoner i atomkernen. Over tid ble protonens deltagelse i sterke og andre grunnleggende interaksjoner bekreftet: elektromagnetisk, tyngdekraftig og svak. I dette tilfelle, til tross for det faktum at det ikke er kostnads ​​for et nøytron, i sterke vekselvirkninger, behandles protonen og nøytronen som en elementær nukleonpartikkel i forskjellige kvantetilstander. En del av likheten i oppførselen til disse partiklene er forklart av det faktum at nøytronmassen avviger svært lite fra protonens masse. Stabiliteten til protoner gjør det mulig å bruke dem, tidligere akselerert til høye hastigheter, som bombarderende partikler for atomreaksjoner.