Das subatomare Partikel Sie sind kleiner als das Atom und kommen in der Natur vor, fast alle sind Teil davon. Wir kennen die wichtigsten und stabilsten, nämlich das Elektron, das Proton und das Neutron..
Alle Materie besteht aus diesen Teilchen, obwohl es andere gibt, obwohl ihre Existenz lange Zeit ignoriert wurde. Die ersten Atommodelle, die einige Jahrhunderte vor Christus stammten, gingen davon aus, dass die Atome unteilbar waren, so etwas wie Murmeln, die, wenn sie auf eine bestimmte Weise kombiniert wurden, zu den verschiedenen Elementen führten.
Als bekannt wurde, dass dies aufgrund der Entdeckungen des Elektrons im 19. Jahrhundert und des Atomkerns im frühen 20. Jahrhundert nicht der Fall war, fragten sich die Wissenschaftler, ob diese Teilchen eine innere Struktur hatten.
Es stellte sich heraus, dass sowohl das Proton als auch das Neutron Teilchen sind, die aus noch kleineren Teilchen bestehen, die keine innere Struktur haben: Sie sind Elementarteilchen.
Deshalb werden subatomare Teilchen unterteilt in:
Die Elementarteilchen sind Quarks, Gluonen und Leptonen. Die Quarks und Gluonen bilden die Protonen und Neutronen, während das Elektron, ein Elementarteilchen, ein Lepton ist.
Artikelverzeichnis
Die Entdeckungen subatomarer Teilchen begannen im 19. Jahrhundert und das erste, das gefunden wurde, war das Elektron.
Bis 1890 waren die Physiker sehr damit beschäftigt, Strahlung und die Übertragung elektromagnetischer Wellen zu untersuchen. J. J. Thomson war einer von ihnen und führte zahlreiche Experimente mit einem Rohr durch, bei dem die Luft entfernt und ein Elektrodenpaar angebracht worden war..
Wenn eine Spannung angelegt wurde, wurden mysteriöse Strahlen erzeugt, sogenannte Kathodenstrahlen, deren Natur unbekannt war, bis J. J. Thomson (1856-1940) entdeckte, dass sie aus einem Strom negativ geladener Teilchen bestanden.
Thomson erhielt den Quotienten zwischen der Ladung und der Masse dieser Teilchen: 1,76 x 108 C / g, wobei C bedeutet Coulomb, Die Einheit für elektrische Ladung im Internationalen Einheitensystem und g ist Gramm.
Und er fand zwei sehr wichtige Dinge, zum einen, dass die Masse der Partikel extrem klein war, und zum anderen, dass dieser Wert für alle gleich war, unabhängig davon, woraus die Elektroden bestanden..
Der Wert der Ladung wurde kurz darauf, Anfang des 20. Jahrhunderts, vom amerikanischen Physiker Robert Millikan (1868-1953) und seinen Mitarbeitern dank des Experiments von ermittelt der Tropfen Öl.
Ende des 19. Jahrhunderts hatte Henri Becquerel (1852-1908) das Phänomen der natürlichen Radioaktivität entdeckt, das andere Physiker wie Marie und Pierre Curie sowie den Neuseeländer Ernest Rutherford faszinierte..
Letztere fanden drei verschiedene Arten von Strahlung aus Uranproben, einem bekannten radioaktiven Element. Er nannte sie mit den ersten drei Buchstaben des griechischen Alphabets: α, β und γ.
Unter Verwendung der hochenergetischen, positiv geladenen α-Partikel bombardierte Rutherford dünne Goldfolien und stellte fest, dass die meisten α-Partikel erwartungsgemäß problemlos durch die Folien gingen.
Aber seltsamerweise wurde ein kleiner Teil der Partikel abgelenkt und einige prallten sogar in die entgegengesetzte Richtung. Letzteres war unvorstellbar, denn wie Rutherford behauptete, war es, als würde man ein Gewehr auf ein dünnes Taschentuch schießen und die Kugeln zurückkehren sehen..
Der Grund, warum die α-Teilchen abgelenkt werden, ist, dass sich etwas in der Folie befindet, das sie abstößt, und daher muss es positiv geladen sein. Es ist der Atomkern, winzig klein, aber fast die gesamte Masse des Atoms enthaltend.
Das Neutron brauchte etwas länger, um gefunden zu werden, und war dem englischen Physiker James Chadwick (1891-1974) zu verdanken, einem Studenten in Rutherford. Rutherford selbst hatte die Existenz eines ungeladenen Teilchens im Kern vorgeschlagen, um zu erklären, warum es aufgrund elektrostatischer Abstoßung nicht zerfällt.
Chadwicks Experimente zeigten 1932 die Existenz eines Massenteilchens, das dem des Protons sehr ähnlich, jedoch ohne Ladung war. Deshalb nannten sie es ein Neutron und zusammen mit dem Proton sind sie die wesentlichen Bestandteile des Atomkerns.
Im Allgemeinen sind subatomare Teilchen gekennzeichnet durch:
Spin ist eine Qualität, die der Rotation um die Achse entspricht, jedoch vollständig quantenbezogen ist. Andererseits gibt es Teilchen mit Ladung und Masse 0 wie das Photon.
Das Elektron ist ein stabiles subatomares Teilchen, das negativ geladen ist und zur Gruppe der Leptonen gehört und das die geringste Masse aufweist. Es ist ein wesentlicher Teil des Atoms, kann jedoch isoliert von ihm in Form von existieren freie Elektronen.
Tatsächlich ist es die kleinste elektrische Ladung, die in der Natur gefunden werden kann, so dass jede andere Ladung nach dem Prinzip der Ladungsquantisierung ein Vielfaches der des Elektrons ist..
Seine Hauptmerkmale sind:
Das Elektron ist verantwortlich für die Bildung chemischer Bindungen sowie für die elektrische und thermische Leitung. Und dank der Quantenmechanik wissen wir, dass das Elektron ein duales Verhalten hat: Welle und Teilchen gleichzeitig.
Es ist ein elektrisch geladenes Teilchen, dessen Ladung der Größe des Elektrons entspricht, jedoch das entgegengesetzte Vorzeichen aufweist..
Das Proton ist kein Elementarteilchen wie das Elektron, sondern besteht aus drei Quarks, die durch verbunden sind Gluonen und es ist viel massereicher als das Elektron.
Im Gegensatz dazu ist das Proton auf den Atomkern beschränkt, und seine Menge bestimmt, welches Element es ist, sowie seine Eigenschaften..
Das Neutron bildet zusammen mit dem Proton den Atomkern und besteht ebenfalls aus drei Quarks: zwei vom Typ Nieder und einzigartig oben.
Es ist ein stabiles Teilchen im Atomkern, zerfällt jedoch als freies Teilchen mit einer Halbwertszeit von ca. 10,3 Minuten. Seine Masse ist etwas größer als die des Protons und wie gesagt, es hat keine Nettoladung..
Die Anzahl der Neutronen in einem Atom ist wichtig, da es zwar nicht wie das Proton die Natur des Elements bestimmt, aber die Klasse der Isotope..
Die Isotope eines Elements sind Varianten davon und ihr Verhalten kann sehr unterschiedlich sein. Es gibt stabile und instabile, zum Beispiel hat Wasserstoff Deuterium und Tritium als Isotope.
Durch Beschuss der Atome bestimmter Uran- und Plutoniumverbindungen mit Neutronen spaltet sich der Kern und zerfällt in Partikel. Die auftretende Kernkettenreaktion kann eine große Energiemenge abgeben.
Sie sind die Bestandteile von Protonen und Neutronen. Bisher wurden 6 Arten von Quarks gefunden, jedoch keine als freies Teilchen, sondern zur Bildung anderer zusammengesetzter Teilchen.
Der Nachweis seiner Existenz wurde durch Experimente erbracht, die seit den 1960er Jahren mit dem Stanford-Linearbeschleuniger und später am CERN durchgeführt wurden.
Ab 1930 folgten die Entdeckungen neuer Teilchen, von denen viele theoretisch vorhergesagt wurden. Das Standardmodell von Partikeln berücksichtigt die Existenz von 17 Arten von Grundpartikeln, darunter Quarks, Leptonen, Bosonen und das Higgs-Boson..
Sie haben auch ihre jeweiligen Antiteilchen, die bei Wechselwirkung vernichten und neue Teilchen erzeugen. Hier sind einige davon:
-Positron, identisch mit dem Elektron, aber positiv geladen.
-Neutrino, kostenlos.
-Meson.
-Bosonen, die die Träger grundlegender Wechselwirkungen sind, mit Ausnahme der Schwerkraft.
-Das Higgs-Boson, verantwortlich für die Masse.
-Graviton ist ein Teilchen, das zur Erklärung der Schwerkraft vorgeschlagen wurde, aber es gibt noch keine Beweise dafür, dass es existiert.
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