Hmotnosť protónov

Kedysi sa myslelo, že najmenšou jednotkou štruktúry ktorejkoľvek látky je molekula. Potom s vynálezom silnejších mikroskopov ľudstvo s prekvapením objavilo pojem atóm - zložená časť molekúl. Zdá sa, že oveľa menej? Medzitým sa ešte neskôr ukázalo, že atóm pozostáva z menších prvkov.

Na začiatku 20. storočia objavil britský fyzik Rutherford Ernest prítomnosť jadier v atóme - centrálnych štruktúrach, v tomto okamihu sa vyznačovalo začiatok série nekonečných objavov týkajúcich sa zariadenia najmenšieho štrukturálneho prvku hmoty.

K dnešnému dňu je na základe jadrového modelu štruktúry atómov a mnohých štúdií známe, že atóm pozostáva z jadra, ktoré je obklopené elektrónovým mrakom. V zložení takéhoto "oblaku" - elektrónov alebo elementárnych častíc s negatívnym nábojom. Jadro naopak obsahuje častice s elektricky pozitívnym nábojom nazývané protóny. Uvedený britský fyzik bol schopný tento fenomén pozorovať a následne popísať. V roku 1919 vykonal experiment, ktorý spočíval v tom, že častice alfa vyrazili vodíkové jadrá z jadier iných prvkov. Preto sa mu podarilo zistiť a dokázať, že protóny nie sú ničím iným ako jadro vodíka bez jediného elektrónu. V modernej fyzike sú protony označené symbolom p alebo p + (čo znamená kladný náboj).

Proton v gréčtine znamená "prvý, základný" - elementárna častica patriaca do triedy baryónov, t. J. Relatívne ťažké elementárne častice. Je to stabilná štruktúra, jej životnosť je viac ako 2,9 x 10 (29) rokov.

Presne povedané, okrem protónu, jadro atómu tiež obsahuje neutróny, ktoré sú na základe názvu neutrálne nabité. Oba tieto prvky sa nazývajú nukleony.

Hmotnosť protónu, z pomerne zrejmejších dôvodov, nemohla byť dlho meraná. Teraz už vieme, že to je

Mp = 1,67262 ∙ 10-27 kg.

Týmto spôsobom vyzerá aj zvyšková hmotnosť protónu.

Pozrime sa teraz na pochopenie protónovej hmoty, ktorá je špecifická pre rôzne oblasti fyziky.

Hmotnosť častice v rámci jadrovej fyziky často preberá inú formu, jej jednotkou merania je amu.

Amu Jednotka atómovej hmotnosti. Jedna amu Rovná sa na 1/12 hmotnosti uhlíkového atómu, ktorého hmotnostné číslo je 12. Z toho vyplýva, že 1 jednotka atómovej hmotnosti je 1,66057 · 10-27 kg.

Hmotnosť protónu je preto nasledovná:

Mp = 1,007276 a. E. M.

Existuje iný spôsob, ako vyjadriť hmotnosť tejto pozitívne nabitých častíc pomocou iných meracích jednotiek. Aby sme to urobili, najprv musíme považovať za axióm ekvivalenciu hmotnosti a energie E = mc2. Kde c je rýchlosť svetla a m je hmotnosť tela.

Protonová hmota sa v tomto prípade bude merať v megaelektronických článkoch alebo MeV. Táto jednotka merania sa používa výhradne v jadrovej a atómovej fyzike a slúži na meranie energie, ktorá je potrebná na prepravu častíc medzi dvoma bodmi v elektrostatickom poli. Pod podmienkou, že potenciálny rozdiel medzi týmito bodmi je 1 Volt.

Preto vzhľadom na to, že 1 amu = 931.494829533852 MeV, hmotnosť protónu je približne

Mp = 938 MeV.

Takýto záver bol získaný na základe hmotnostných spektroskopických meraní a je to tiež hmotnosť vo forme, v ktorej bola uvedená vyššie, že je tiež bežné nazývať pokojnú protónovú energiu .

Preto, podľa potreby experimentu, hmotnosť najmenšej častice môže byť vyjadrená v troch rôznych hodnotách, v troch rôznych meracích jednotkách.

Okrem toho môže byť hmotnosť protónu vyjadrená vzhľadom na hmotnosť elektrónu, o ktorej je známe, že je oveľa "ťažšie" ako pozitívne nabitá častica. Rovnaká hmotnosť s hrubým výpočtom a významné chyby v tomto prípade bude 1836,152 672 vzhľadom na hmotnosť elektrónu.