La massa di un neutrone, un protone, un elettrone - cosa è comune?

Non appena capita di incontrare l'ignotosoggetto, quindi necessariamente c'è una domanda mercantile-quotidiana - e quanto pesa. Ma se questa sconosciuta è una particella elementare, allora? Ma niente, la domanda rimane la stessa: qual è la massa di questa particella. Se qualcuno è impegnato in contare i costi sostenuti dall'uomo per soddisfare la sua curiosità di studiare con maggiore precisione misurare le masse delle particelle elementari, allora avremmo sapere che, per esempio, la massa di neutroni in chilogrammi con un numero mozzafiato di zeri dopo la virgola, l'umanità costo più costoso rispetto alla costruzione più costosa con lo stesso numero di zeri della virgola.

E tutto iniziò molto senza incidenti: nella direzione di J. Il laboratorio di J. Tomson nel 1897 condusse studi sui raggi catodici. Di conseguenza, è stata determinata una costante universale per l'universo: il valore del rapporto tra la massa di elettroni e la sua carica. Prima di determinare la massa di un elettrone, rimane molto poco - per determinare la sua carica. In 12 anni Robert Milliken è riuscito a farlo. Eseguì esperimenti con gocce di olio che cadevano nel campo elettrico, e riuscì non solo a bilanciare il loro peso con le dimensioni del campo, ma anche a effettuare misurazioni necessarie ed estremamente delicate. Il loro risultato è il valore numerico della massa di elettroni:

me = 9.109.38215 (15) * 10-31 kg.

A questo punto, ricercastruttura del nucleo atomico, dove il pioniere era Ernest Rutherford. Fu lui che, osservando la dispersione di particelle cariche, propose un modello di atomo con un guscio di elettrone esterno e un nucleo positivo. Una particella, che è stata proposta nel modello planetario dell'atomo come nucleo dell'atomo più semplice, è stata ottenuta bombardando l'azoto con un flusso di raggi alfa. Questa fu la prima reazione nucleare ricevuta in laboratorio - come risultato di ciò, l'ossigeno fu prodotto dall'azoto e il nucleo dei futuri atomi di idrogeno chiamati protoni. Tuttavia, i raggi alfa sono costituiti da particelle complesse: oltre a due protoni, contengono altri due neutroni. La massa del neutrone è quasi uguale alla massa del protone e la massa totale della particella alfa risulta essere abbastanza solida per distruggere il nucleo del contatore e separare da esso un "pezzo", che è successo.

Il flusso di protoni positivi deviaticampo elettrico, compensando la sua deviazione causata dalla gravità. In questi esperimenti, non è stato difficile determinare la massa del protone. Ma la cosa più interessante è stata la domanda su quale proporzione hanno la massa di un protone e di un elettrone. L'enigma fu immediatamente risolto: la massa del protone supera la massa dell'elettrone un po 'più di 1836 volte.

Quindi, inizialmente, si ipotizzava il modello dell'atomo,secondo Rutherford, come un complesso elettrone-protone con lo stesso numero di protoni ed elettroni. Tuttavia, molto presto si è scoperto che il modello nucleare primario non descrive completamente tutti gli effetti osservati sulle interazioni di particelle elementari. Solo nel 1932 James Chadwick confermò l'ipotesi di particelle aggiuntive nel nucleo. Erano chiamati neutroni, protoni neutri, tk. non avevano una carica. È questa circostanza che causa il loro maggior potere penetrante - non spendono la loro energia sulla ionizzazione degli atomi opposti. La massa di neutroni è abbastanza insignificante rispetto alla massa del protone - solo circa 2,6 masse di elettroni in più.

Le proprietà chimiche di sostanze e composti chesono formati da questo elemento, sono determinati dal numero di protoni nel nucleo dell'atomo. Nel corso del tempo, è stata confermata la partecipazione del protone a forti e altre interazioni fondamentali: elettromagnetica, gravitazionale e debole. In questo caso, nonostante il fatto che non ci sia la carica di un neutrone, nelle interazioni forti il ​​protone e il neutrone vengono trattati come una particella elementare di nucleone in diversi stati quantici. Parte della somiglianza nel comportamento di queste particelle è spiegata dal fatto che la massa di neutroni differisce molto poco dalla massa del protone. La stabilità dei protoni consente di usarli, precedentemente accelerati ad alte velocità, come particelle bombardanti per reazioni nucleari.