Zarah subatomi

Zarah subatom utama

Apakah zarah subatomik?

The Zarah subatomi Mereka lebih kecil daripada atom dan terdapat dalam alam semula jadi, hampir semuanya menjadi sebahagian daripadanya. Kami tahu baik yang utama dan paling stabil, yang merupakan elektron, proton dan neutron.

Semua perkara terdiri daripada zarah -zarah ini, walaupun ada yang lain, walaupun untuk masa yang lama kewujudannya diabaikan. Model atom pertama, sejak beberapa abad sebelum Kristus, mengandaikan bahawa atom tidak dapat dipisahkan, sesuatu seperti guli yang apabila digabungkan dengan cara tertentu menimbulkan unsur -unsur yang berbeza.

Apabila dipelajari bahawa tidak begitu, terima kasih kepada penemuan elektron pada abad ke -19 dan nukleus atom pada awal abad ke -20, para saintis tertanya -tanya apakah zarah -zarah ini mempunyai struktur dalaman.

Ternyata, bahawa kedua -dua proton dan neutron adalah zarah yang terdiri daripada yang lebih kecil, yang tidak mempunyai struktur dalaman: mereka adalah zarah asas.

Itulah sebabnya zarah subatomik dibahagikan kepada:

• Zarah komposit.
• Zarah asas.

Zarah Dasar adalah kuark, gluon dan leptones. Quarks dan Gluon membentuk proton dan neutron, manakala elektron, zarah asas, adalah lepton.

Penemuan zarah subatomik

Penemuan zarah subatomik bermula dari abad kesembilan belas dan yang pertama ditemui adalah elektron.

Menjelang tahun 1890, ahli fizik sangat sibuk mengkaji radiasi dan penghantaran gelombang elektromagnet. J. J. Thomson adalah salah satu daripada mereka dan menjalankan pelbagai eksperimen dengan tiub yang mana udara telah diekstrak dan diletakkan pada beberapa elektrod.

J. J. Thomson

Apabila voltan digunakan, sinar misteri dihasilkan, dipanggil sinar katod, yang sifatnya tidak diketahui, sehingga j. J. Thomson (1856-1940) mendapati bahawa mereka terdiri daripada zarah-zarah yang dikenakan negatif.

Thomson memperoleh kuota antara beban dan jisim zarah -zarah ini: 1.76 x 10⁸ C/g, di mana c bermaksud Coulomb, Unit untuk caj elektrik dalam sistem unit antarabangsa dan g adalah gram.

Boleh melayani anda: Pembiasan cahaya: Unsur, undang -undang dan percubaan

Dan dia mendapati dua perkara yang sangat penting, yang pertama bahawa jisim zarah sangat kecil, dan kedua, bahawa nilai ini adalah sama bagi mereka semua, tanpa mengira apa yang dibuat oleh elektrod.

Nilai beban itu dijumpai sejurus selepas itu, pada awal tahun 1900-an, oleh ahli fizik Amerika Robert Millikan (1868-1953) dan kolaboratornya, terima kasih kepada percubaan penurunan minyak.

Nukleus atom: proton dan neutron

Potret Henri Becquerel

Pada akhir abad ke-19, Henri Becquerel (1852-1908) telah menemui fenomena radioaktiviti semulajadi, yang menarik minat ahli fizik lain seperti pasangan Marie dan Pierre Curie, serta Ernest Rutherford neozygous.

Yang terakhir mendapati tiga jenis radiasi dari sampel uranium, elemen radioaktif yang terkenal. Dia menamakan mereka dengan tiga huruf pertama abjad Yunani: α, β, dan γ.

Eksperimen Penyebaran Rutherford

Ernest Rutherford muda

Menggunakan zarah α, sangat bertenaga dan dimuatkan secara positif, Rutherford Bombard.

Tetapi ingin tahu, sebahagian kecil zarah telah dialihkan dan beberapa bahkan melantun ke arah yang bertentangan. Yang terakhir ini tidak dapat dibayangkan, kerana seperti yang dikatakan Rutherford, ia seperti menembak dengan senapang sapu tangan nipis dan melihat bahawa peluru kembali.

Sebab bahawa zarah α menyimpang adalah bahawa dalam lembaran ada sesuatu yang menangkisnya dan oleh itu mesti dikenakan secara positif. Ini adalah nukleus atom, saiz kecil, tetapi yang mengandungi hampir seluruh jisim atom.

Penemuan neutron

James Chadwick

Neutron mengambil sedikit masa lagi untuk dijumpai dan disebabkan oleh ahli fizik Inggeris James Chadwick (1891-1974), pelajar Rutherford. Rutherford sendiri telah mencadangkan kewujudan zarah tanpa beban dalam nukleus, untuk menjelaskan mengapa ini tidak hancur kerana penolakan elektrostatik.

Eksperimen Chadwick diturunkan pada tahun 1932 kewujudan jisim jisim sangat serupa dengan proton, tetapi tanpa beban. Itulah sebabnya mereka memanggilnya neutron dan di sebelah proton, mereka adalah komponen penting nukleus atom.

Boleh melayani anda: Tenaga Elektromagnetik: Formula, Persamaan, Kegunaan, Contoh

Zarah subatom utama

Secara umum, zarah subatomik dicirikan dengan mempunyai:

• Massa.
• Caj elektrik.
• Berputar.

Putaran adalah kualiti yang sama dengan putaran pada paksi, tetapi sifat kuantum sepenuhnya. Dan sebaliknya, terdapat zarah dengan beban dan jisim 0, seperti foton.

Elektron

Elektron adalah zarah subatomik yang stabil, dimuatkan secara negatif dan dimiliki oleh kumpulan leptones, yang mempunyai jisim terendah. Ia adalah bahagian penting dari atom, namun ia boleh wujud dari ini, dalam bentuk elektron percuma.

Malah, ia adalah caj elektrik terkecil yang boleh didapati dalam alam semula jadi, jadi mana -mana yang lain adalah pelbagai elektron, mengikut prinsip kuantisasi beban.

Ciri -ciri utamanya ialah:

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

Elektron bertanggungjawab untuk pembentukan ikatan kimia, serta pengaliran elektrik dan terma. Dan terima kasih kepada mekanik kuantum, kita tahu bahawa elektron mempunyai tingkah laku ganda: gelombang dan zarah pada masa yang sama.

Proton

Ia adalah zarah yang dimuatkan secara elektrik, yang bebannya sama dengan magnitud seperti elektron, tetapi tanda bertentangan.

Proton bukan zarah asas seperti elektron, tetapi terdiri daripada tiga quarks bersatu oleh Gluon Dan ia jauh lebih besar daripada elektron.

Tidak seperti ini, proton ini terhad kepada nukleus atom, dan jumlahnya menentukan unsurnya, serta sifatnya.

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

Neutron

Neutron di sebelah proton membentuk nukleus atom dan juga terdiri daripada tiga quarks: dua jenis Ke bawah dan salah satu jenis Naik.

• Massa: 1.675 x 10^-27 kg
• Tiada beban bersih.
• Spin: ½.

Ia adalah zarah yang stabil dalam nukleus atom, tetapi sebagai zarah bebas ia menurun dengan separuh hayat kira -kira 10.Kira -kira 3 minit. Jisimnya hampir tidak lebih besar daripada proton dan seperti yang kita katakan, ia tidak mempunyai beban bersih.

Boleh melayani anda: panas terpendam

Bilangan neutron atom adalah penting, kerana walaupun ia tidak menentukan sifat elemen, seperti yang dilakukan oleh proton, ia menentukan kelas isotop.

Isotop elemen adalah variasi yang sama dan tingkah laku mereka agak berbeza antara satu sama lain. Terdapat stabil dan tidak stabil, contohnya hidrogen mempunyai isotop deuterium dan tritium.

Membombardir atom neutron dari sebatian uranium dan plutonium tertentu, nukleus adalah bulu. Reaksi rantai nuklear yang berlaku mampu memancarkan sejumlah besar tenaga.

Quarks

Mereka adalah konstituen proton dan neutron. Setakat ini 6 jenis kuark telah dijumpai, tetapi tidak ada zarah bebas, tetapi dikaitkan untuk membentuk zarah komposit lain.

Bukti kewujudannya diperoleh melalui eksperimen yang dijalankan sejak tahun 60 -an, dengan pemecut linear Stanford dan kemudian di CERN.

• Beban: +2/3e, -1/3e
• Spin: ½
• Antiparticle: Antiquark.

Zarah lain

Dari tahun 1930 penemuan zarah baru diikuti, banyak yang diramalkan oleh teori. Model zarah standard merenungkan kewujudan 17 jenis zarah asas, antara kuark, leptones, boson dan boson Higgs.

Mereka juga mempunyai antipartikel masing -masing, yang ketika berinteraksi dimusnahkan, menghasilkan zarah baru. Berikut adalah sebahagian daripada mereka:

-Positron, sama dengan elektron tetapi dengan beban positif.

-Neutrino, tanpa beban.

-Meson.

-Boson, yang merupakan pembawa interaksi asas, kecuali graviti.

-The Boson of Higgs, yang bertanggungjawab untuk Misa.

-Gravitón, adalah zarah yang dicadangkan untuk menjelaskan graviti, tetapi masih belum ada bukti bahawa ada.

Rujukan

1. Chang, R. 2013. Kimia. 11va. Edisi. Pendidikan MC Graw Hill.
2. Cobian, J. Model zarah standard. Pulih dari: sne.adalah.
3. Fernández de Sala, p. Zarah rendah, zarah kompaun dan zarah maya. Pulih dari: ific.Uv.adalah.
4. GiMbattista, a. 2010. Fizik. 2. Ed. McGraw Hill.
5. Olmo, m. Proton dan neutron. Pulih dari: Hyperphysics.Phy-Astr.GSU.Edu.