Протоны жин

Аливаа бодисын хамгийн жижиг хэсэг нь молекул юм гэж үздэг байсан. Дараа нь хүчирхэг микроскопыг бүтээхэд хүн төрөлхтөн молекулын нийлмэл бөөмийг атомын үзэл санаагаар гайхшруулснаар олж мэдсэн юм. Энэ нь тийм ч бага биш гэж үү? Үүний зэрэгцээ, тэр ч байтугай атом нь жижиг элементээс бүрддэг гэж үзсэн.

20-р зууны эхэн үед Британийн физикч Рутерфорд Эрнест цөмийн бүтцийг атом дахь цөмийн оршихуйг илрүүлжээ. Энэ нь агшин зуурын бүтцийн элементийн төхөөрөмжийн төгсгөлгүй нээлтүүдийн эхлэлийг тэмдэглэсэн мөч байсан юм.

Өнөөдрийг хүртэл атомын бүтцийн цөмийн загвар дээр үндэслэн олон тооны судалгаанаас үзэхэд атом нь электрон үүлээр хүрээлэгдсэн цөм юм. Ийм "үүл" -ний найрлагад электрон буюу сөрөг цэнэгийн элементүүд байдаг. Бөөм нь эсрэгээр протон гэж нэрлэгддэг цахилгааны эерэг цэнэгийн хэсэгтэй байдаг . Британий физикч аль хэдийнээ дурдсан бөгөөд энэ үзэгдлийг тайлбарлаж чадсан юм. 1919 онд тэрээр альфа хэсгүүдээс бусад элементийн цөмөөс устөрөгчийн цөмийг устгасан тухай туршилт хийсэн. Тийнхүү тэрээр протонууд нь нэг электрон бус устөрөгчийн атомын цөм юм гэдгийг олж мэдээд нотолж чадсан юм. Орчин үеийн физикт протонуудыг p буюу p + (тэмдэглэгээ эерэг утгатай) тэмдэглэнэ.

Грек дэх Proton гэдэг нь "эхний, үндсэн" гэсэн утгатай - барын бүлгүүдийн ангилалд хамаарах энгийн ширхэглэл юм. Харьцангуй хүнд хэсгүүд. Энэ нь тогтвортой бүтэцтэй, түүний амьдралын хугацаа 2.9 x 10 (29) жилээс их.

Протоноос гадна , атомын цөм нейтрон агуулдаг бөгөөд энэ нь нэр дээр суурилсан бөгөөд нейтрал цэнэглэгддэг. Эдгээр элементүүдийг хоёуланг нь nucleons гэж нэрлэдэг .

Протоны масс нь маш тодорхой шалтгаанаар удаан хугацаанд хэмжигддэггүй. Одоо бид үүнийг мэднэ

Мp = 1.67262 ∙ 10-27 кг.

Үүнтэй адилаар proton-ийн үлдсэн масс мөн харагддаг.

Одоо физикийн янз бүрийн салбарт зориулсан протоны массыг ойлгох талаар авч үзье.

Цөмийн физикийн хүрээнд жижиг хэсгүүдийн масс нь өөр өөр хэлбэртэй гэж үздэг бөгөөд хэмжлийн нэгж нь amu юм.

A.E. Атом масс нэгж байна. Нэг amu Нүүрстөрөгчийн атомын массын 1/12 массын тоо 12 байна. Тэгэхээр 1 атом массын нэгж нь 1.66057 · 10-27 кг байна.

Тиймээс proton масс нь дараах байдалтай байна:

Мp = 1.007276 a. M. М.

Энэ хэмжигдэхүүний бусад нэгжийг ашиглан эерэг цэнэгтэй бөөмийн массыг илэрхийлэх өөр нэг арга бий. Үүнийг хийхийн тулд эхлээд mass, energy E = mc2-ийн эквивалент гэж үзэх хэрэгтэй. C бол гэрлийн хурд ба m бол биеийн масс.

Энэ тохиолдолд proton массыг megaelectronvolts буюу MeV-д хэмжинэ. Энэхүү хэмжилтийн нэгж нь зөвхөн цөмийн болон атомын физикийн салбарт хэрэглэгддэг ба цахилгаан статик талбайн хоёр цэгийн хоорондох жижиг хэсгүүдийг тээвэрлэхэд шаардлагатай энергийг хэмждэг . Эдгээр цэгүүдийн хоорондын ялгаа нь 1 Вольт байна.

Тиймээс 1 ам = 931.494829533852 MeV, proton масс нь ойролцоогоор

Мp = 938 MeV.

Ийм дүгнэлтийг массын спектроскоп хэмжилт дээр үндэслэн олж авсан бөгөөд энэ нь дээрээс нь өгөгдсөн хэлбэрийн масс нь намуухан протоны энергийг дуудах уламжлал юм.

Туршилтын шаардлагад тулгуурлан хамгийн жижиг ширхэгийн массыг гурван өөр хэмжигдэхүүнээр илэрхийлж болно.

Үүнээс гадна протоны масс нь эерэг цэнэгтэй бөөмөөс илүү "хүнд" гэж мэдэгдэж буй электрон масстай харьцуулж илэрхийлж болно. Электрон массын харьцангуй тооцоолол, мэдэгдэхүйц алдаатай тэнцүү масстай масс нь 1836152 672 болно.