Subatomiska partiklar

Huvudsakliga subatomiska partiklar

Vad är subatomära partiklar?

De Subatomiska partiklar De är mindre än atomen och finns i naturen, nästan alla är en del av den. Vi känner väl den viktigaste och mest stabila, som är elektron, protonen och neutronen.

All materia består av dessa partiklar, även om det finns andra, även om dess existens under lång tid ignorerades. De första atommodellerna, från några århundraden före Kristus, antog att atomer var odelbara, något som Marbles som när de kombinerades på ett visst sätt gav upphov till de olika elementen.

När man fick veta att det inte var så, tack vare upptäckterna av elektronen på 1800 -talet och atomkärnan i början av 1900 -talet, undrade forskare om dessa partiklar hade en inre struktur.

Det visade sig att både protonen och neutronen är partiklar som består av ännu mindre, som inte har någon intern struktur: de är de elementära partiklarna.

Det är därför subatomära partiklar är indelade i:

• Sammansatt partiklar.
• Elementära partiklar.

Elementära partiklar är kvarkar, gluoner och leptoner. Kvarkar och gluoner utgör protoner och neutroner, medan elektronen, en elementär partikel, är en Lepton.

Upptäckt av subatomära partiklar

Upptäckterna av de subatomära partiklarna började från 1800 -talet och den första som hittades var elektronen.

År 1890 var fysiker mycket upptagna med att studera strålning och överföring av elektromagnetiska vågor. J. J. Thomson var en av dem och genomförde många experiment med ett rör som luften hade extraherats och satt på ett par elektroder.

J. J. Thomson

När en spänning applicerades producerades mystiska strålar, kallade katodstrålar, vars natur var okänd, tills J. J. Thomson (1856-1940) upptäckte att de bestod av negativt laddade partiklar.

Thomson erhöll kvoten mellan belastningen och massan av dessa partiklar: 1.76 x 10⁸ C/g, där C betyder coulomb, Enheten för elektrisk laddning i det internationella systemet för enheter och G är gram.

Kan tjäna dig: Lätt brytning: Element, lagar och experiment

Och han hittade två mycket viktiga saker, den första som partiklarnas massa var extremt liten och för det andra att detta värde var detsamma för dem alla, oavsett vad elektroderna gjordes.

Värdet på lasten hittades kort efter, i början av 1900-talet, av den amerikanska fysikern Robert Millikan (1868-1953) och hans kollaboratörer, tack vare experimentet med oljefallet.

Atomkärnan: protoner och neutroner

Henri Becquerel Portrait

I slutet av 1800-talet hade Henri Becquerel (1852-1908) upptäckt fenomenet naturlig radioaktivitet, som fascinerade andra fysiker som makarna Marie och Pierre Curie, liksom den neozygota Ernest Rutherfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordfordford.

Den senare hittade tre olika typer av strålning från uranprover, ett välkänt radioaktivt element. Han namngav dem med de tre första bokstäverna i det grekiska alfabetet: α, ß och y.

Rutherford -spridningsexperiment

Den unga Ernest Rutherford

Med hjälp av a -partiklarna, mycket energiska och positivt laddade, Rutherford Bombard.

Men märkligt avleddes en liten del av partiklar och några till och med studsade i motsatt riktning. Det senare var otänkbart, för som Rutherford sa var det som att skjuta med en gevär en tunn näsduk och se att kulorna återvänder.

Anledningen till att a -partiklarna avviker är att det finns något som avvisar dem inom arket och därför måste vara positivt laddade. Detta är atomkärnan, liten i storlek, men som innehåller nästan hela massan av atomen.

Upptäckten av neutron

James Chadwick

Neutronen tog lite längre tid att hitta och berodde på den engelska fysikern James Chadwick (1891-1974), Rutherford-studenten. Rutherford själv hade föreslagit förekomsten av en partikel utan belastning i kärnan, för att förklara varför detta inte sönderdelas på grund av elektrostatisk repulsion.

Chadwick -experiment avslöjade 1932 förekomsten av en massa av massa som mycket liknar den för protonen, men utan belastning. Det är därför de kallade henne neutron och bredvid protonen, de är de väsentliga komponenterna i atomkärnan.

Kan tjäna dig: elektromagnetisk energi: formel, ekvationer, användningar, exempel

De huvudsakliga subatomära partiklarna

I allmänhet kännetecknas subatomära partiklar av att ha:

• Massa.
• Elektrisk laddning.
• Snurra.

Snurret är en kvalitet som är analog med rotation på axeln, men av en helt kvant natur. Och å andra sidan finns det partiklar med belastning och massa 0, till exempel foton.

Elektron

Elektronen är en stabil subatomisk partikel, negativt laddad och tillhörande Leptones -gruppen, som är den med den lägsta massan. Det är en väsentlig del av atomen, men den kan existera isolerat från detta, i form av gratis elektroner.

I själva verket är det den minsta elektriska laddningen som finns i naturen, så alla andra är multipeln av elektronen, enligt principen om kvantisering av lasten.

Dess huvudsakliga egenskaper är:

• Massa: 9.1 x 10^-31 kg
• Belastning: E ​​= -1.6 x 10^-19 C
• Snurr: ± ½
• Antipartikel: Positron.

Elektronen ansvarar för bildandet av kemiska bindningar, liksom för elektrisk och termisk ledning. Och tack vare kvantmekanik vet vi att elektronen har ett dubbelt beteende: våg och partikel samtidigt.

Proton

Det är en elektriskt laddad partikel, vars belastning är densamma i storleken som elektronen, men av det motsatta tecknet.

Protonen är inte en elementär partikel som elektronen, men består av tre kvarkar förenade av Gluoner Och det är mycket mer massivt än elektronen.

Till skillnad från detta är protonen begränsad till atomkärnan, och dess mängd avgör vilket element det är, liksom dess egenskaper.

• Massa: 1.672 x 10^-27 kg
• Belastning: e = +1.6 x 10^-19 C
• Snurr: ½
• Antipartikel: Antiproton.

Neutron

Neutronen bredvid protonen bildar atomkärnan och består också av tre kvarkar: två av typen Ner och en av typen UPP.

• Massa: 1.675 x 10^-27 kg
• Ingen nettobelastning.
• Snurr: ½.

Det är en stabil partikel i atomkärnan, men som en fri partikel minskar den med ett halvt liv på cirka 10.Ungefär 3 minuter. Dess massa är knappt större än protonen och som vi har sagt saknar den nettobelastningen.

Kan tjäna dig: latent värme

Antalet neutroner av en atom är viktigt, eftersom även om det inte bestämmer elementets natur, som protonen gör, bestämmer det isotopklassen.

Isotoperna för ett element är varianter av samma och deras beteende kan vara helt annorlunda än varandra. Det finns stabila och instabila, till exempel väte har som isotoper deuterium och tritium.

Bombardande neutronatomer av vissa uran- och plutoniumföreningar, kärnan är päls. Kärnkedjereaktionen som inträffar kan avge en stor mängd energi.

Fäste

De är beståndsdelarna i protoner och neutroner. Hittills har 6 typer av kvarkar hittats, men ingen som en fri partikel, men förknippad med att bilda andra sammansatta partiklar.

Beviset på dess existens erhölls genom experiment som genomfördes sedan 60 -talet, med Stanford Linear Accelerator och sedan i CERN.

• Last: +2/3e, -1/3e
• Snurr: ½
• Antipartikel: Antiquark.

Andra partiklar

Från 1930 följde upptäckterna av nya partiklar, många förutspådda av teorin. Standardpartikelmodellen överväger förekomsten av 17 typer av grundläggande partiklar, mellan kvarkar, leptoner, bosoner och boson av Higgs.

De har också sina respektive antipartiklar, som när de interagerar förintas, genererar nya partiklar. Här är några av dem:

-Positron, identisk med elektronen men med positiv belastning.

-Neutrino, utan last.

-meson.

-Bosoner, som är bärare av de grundläggande interaktionerna, utom allvar.

-Boson av Higgs, ansvarig för massan.

-Gravitón, är en föreslagen partikel för att förklara tyngdkraften, men det finns fortfarande inga bevis för att det finns.

Referenser

1. Chang, R. 2013. Kemi. 11VA. Utgåva. MC Graw Hill Education.
2. Cobian, J. Standardpartikelmodellen. Återhämtat sig från: Sne.är.
3. Fernández de Sala, P. Elementära partiklar, sammansatta partiklar och virtuella partiklar. Återhämtat sig från: ific.Uv.är.
4. Giambattista, a. 2010. Fysik. 2: a. Ed. McGraw Hill.
5. Olmo, m. Protoner och neutroner. Återhämtat sig från: hyperfysik.Phy-astrage.Gsu.Edu.