Deeltjies waaruit atome bestaan kan op verskillende maniere voorgestel word – byvoorbeeld in die vorm van ronde stofdeeltjies. Hulle is so klein dat elke sulke stofkorrel nie afsonderlik oorweeg kan word nie. Alle materie wat in die omringende wêreld is, bestaan uit sulke deeltjies. Wat is die deeltjies waaruit atome bestaan?
Definisie
'n Subatomiese deeltjie is een van daardie "stene" waaruit die hele wêreld gebou is. Hierdie deeltjies sluit protone en neutrone in, wat deel is van atoomkerne. Elektrone wat om kerne wentel behoort ook tot hierdie kategorie. Met ander woorde, subatomiese deeltjies in fisika is protone, neutrone en elektrone. In die wêreld wat aan die mens bekend is, word deeltjies van 'n ander soort as 'n reël nie gevind nie - hulle leef buitengewoon kort. Wanneer hul ouderdom eindig, verval hulle in gewone deeltjies.
Die aantal subatomiese deeltjies wat relatief kort leef, is vandag in die honderde. Hulle getal is so groot dat wetenskaplikes nie meer die gewone name vir hulle gebruik nie. Soos sterre word hulle dikwels numeriese en alfabetiese benamings toegeken.
Sleutelkenmerke
Spin, elektriese lading en massa is van die belangrikste kenmerke van enige subatomiese deeltjie. Aangesien die gewig van 'n deeltjie dikwels met massa geassosieer word, word sommige van die deeltjies tradisioneel "swaar" genoem. Einstein se vergelyking (E=mc2) dui aan dat die massa van 'n subatomiese deeltjie direk afhang van sy energie en spoed. Wat die elektriese lading betref, is dit altyd 'n veelvoud van die fundamentele eenheid. Byvoorbeeld, as die lading van 'n proton +1 is, dan is die lading van 'n elektron -1. Sommige van die subatomiese deeltjies, soos die foton of neutrino, het egter glad nie elektriese lading nie.
'n Belangrike eienskap is ook die leeftyd van die deeltjie. Meer onlangs was wetenskaplikes vol vertroue dat elektrone, fotone, sowel as neutrino's en protone perfek stabiel is, en hul leeftyd is byna oneindig. Dit is egter nie heeltemal waar nie. Die neutron, byvoorbeeld, bly net stabiel totdat dit uit die kern van 'n atoom "bevry" word. Daarna is sy leeftyd gemiddeld 15 minute. Alle onstabiele deeltjies ondergaan 'n kwantumvervalproses wat nooit heeltemal voorspelbaar kan wees nie.
Partikelnavorsing
Die atoom is as ondeelbaar beskou totdat sy struktuur ontdek is. Ongeveer 'n eeu gelede het Rutherford sy beroemde eksperimente gemaak, wat bestaan het uit die bombardering van 'n dun vel met 'n stroom alfa-deeltjies. Dit het geblyk dat die atome van materie feitlik leeg is. En in die middel van die atoom is al wat ons die kern van die atoom noem - ditongeveer duisend keer kleiner as die atoom self. Destyds het wetenskaplikes geglo dat die atoom uit twee tipes deeltjies bestaan - die kern en elektrone.
Wetenskaplikes het met verloop van tyd 'n vraag: hoekom klou die proton, elektron en positron aan mekaar en breek nie in verskillende rigtings onder die invloed van Coulomb-kragte op nie? En ook vir die wetenskaplikes van daardie tyd het dit onduidelik gebly: as hierdie deeltjies elementêr is, dan kan niks met hulle gebeur nie, en hulle moet vir ewig lewe.
Met die ontwikkeling van kwantumfisika het navorsers gevind dat die neutron onderhewig is aan verval, en terselfdertyd redelik vinnig. Dit verval in 'n proton, 'n elektron en iets anders wat nie gevang kon word nie. Laasgenoemde is opgemerk deur die gebrek aan energie. Toe het wetenskaplikes aangeneem dat die lys van elementêre deeltjies uitgeput was, maar nou is dit bekend dat dit ver van die geval is.’n Nuwe deeltjie genaamd die neutrino is ontdek. Dit dra geen elektriese lading nie en het 'n uiters lae massa.
Neutron
Neutron is 'n subatomiese deeltjie wat 'n neutrale elektriese lading het. Sy massa is byna 2 000 keer die massa van 'n elektron. Aangesien neutrone tot die klas neutrale deeltjies behoort, is hulle direk in wisselwerking met die kerne van atome, en nie met hul elektronskulpe nie. Neutrone het ook 'n magnetiese moment wat wetenskaplikes in staat stel om die mikroskopiese magnetiese struktuur van materie te verken. Neutronbestraling is selfs vir biologiese organismes skadeloos.
Subatomiese deeltjie – proton
Wetenskaplikes het gevind dat hierdieDie "stene van materie" bestaan uit drie kwarke. Die proton is 'n positief gelaaide deeltjie. Die massa van die proton oorskry die massa van die elektron met 1836 keer. Een proton en een elektron kombineer om die eenvoudigste chemiese element, die waterstofatoom, te vorm. Tot onlangs was daar geglo dat protone nie hul radius kan verander na gelang van watter elektrone bo hulle wentel nie. 'n Proton is 'n elektries gelaaide deeltjie. As dit met 'n elektron verbind word, verander dit in 'n neutron.
Electron
Die elektron is die eerste keer in 1897 deur die Engelse fisikus J. Thomson ontdek. Hierdie deeltjie, soos wetenskaplikes nou glo, is 'n elementêre of puntvoorwerp. Dit is die naam van 'n subatomiese deeltjie in 'n atoom, wat nie sy eie struktuur het nie - nie uit enige ander, kleiner komponente bestaan nie. In vereniging met 'n proton en 'n neutron vorm 'n elektron 'n atoom. Nou het wetenskaplikes nog nie uitgepluis waaruit hierdie deeltjie bestaan nie. 'n Elektron is 'n deeltjie wat 'n oneindige elektriese lading het. Die einste woord "elektron" in vertaling uit antieke Grieks beteken "barnsteen" - wetenskaplikes van Hellas het immers amber gebruik om die verskynsels van elektrisiteit te ondersoek. Hierdie term is voorgestel deur die Britse fisikus in 1894, J. Stoney.
Waarom bestudeer elementêre deeltjies?
Die eenvoudigste antwoord op die vraag waarom wetenskaplikes van subatomiese deeltjies moet weet, is: om inligting te hê oor die interne struktuur van die atoom. Hierdie stelling bevat egter slegs 'n greintjie waarheid. BYTrouens, wetenskaplikes bestudeer nie net die interne struktuur van die atoom nie - die hoofveld van hul navorsing is die botsing van die kleinste deeltjies van materie. Wanneer hierdie uiters energieke deeltjies teen hoë spoed met mekaar bots, word 'n nuwe wêreld letterlik gebore, en die fragmente van materie wat na die botsings oorgebly het, help om die geheimenisse van die natuur te ontrafel wat nog altyd 'n raaisel vir wetenskaplikes gebly het.
