As partículas que compõem os átomos podem ser imaginadas de diferentes maneiras - por exemplo, na forma de partículas de poeira redondas. Eles são tão pequenos que cada grão de poeira não pode ser considerado separadamente. Toda a matéria que está no mundo circundante consiste em tais partículas. Quais são as partículas que compõem os átomos?
Definição
Uma partícula subatômica é um daqueles "tijolos" com os quais o mundo inteiro é construído. Essas partículas incluem prótons e nêutrons, que fazem parte dos núcleos atômicos. Os elétrons que giram em torno dos núcleos também pertencem a esta categoria. Em outras palavras, as partículas subatômicas na física são prótons, nêutrons e elétrons. No mundo familiar ao homem, como regra, não são encontradas partículas de outro tipo - elas vivem excepcionalmente curtas. Quando sua idade termina, eles se decompõem em partículas comuns.
O número dessas partículas subatômicas que vivem relativamente curto, hoje está na casa das centenas. Seu número é tão grande que os cientistas não usam mais os nomes usuais para eles. Assim como as estrelas, elas geralmente recebem designações numéricas e alfabéticas.
Principais recursos
Spin, carga elétrica e massa estão entre as características mais importantes de qualquer partícula subatômica. Como o peso de uma partícula é frequentemente associado à massa, algumas das partículas são tradicionalmente chamadas de "pesadas". A equação de Einstein (E=mc2) indica que a massa de uma partícula subatômica depende diretamente de sua energia e velocidade. Quanto à carga elétrica, é sempre um múltiplo da unidade fundamental. Por exemplo, se a carga de um próton é +1, então a carga de um elétron é -1. No entanto, algumas das partículas subatômicas, como o fóton ou o neutrino, não possuem carga elétrica.
Além disso, uma característica importante é o tempo de vida da partícula. Mais recentemente, os cientistas estão confiantes de que elétrons, fótons, neutrinos e prótons são perfeitamente estáveis e sua vida útil é quase infinita. No entanto, isso não é bem verdade. O nêutron, por exemplo, permanece estável apenas até ser "liberado" do núcleo de um átomo. Depois disso, sua vida útil é em média 15 minutos. Todas as partículas instáveis passam por um processo de decaimento quântico que nunca pode ser completamente previsível.
Pesquisa de Partículas
O átomo era considerado indivisível até que sua estrutura fosse descoberta. Cerca de um século atrás, Rutherford fez seus famosos experimentos, que consistiam em bombardear uma folha fina com um fluxo de partículas alfa. Descobriu-se que os átomos da matéria estão praticamente vazios. E no centro do átomo está tudo o que chamamos de núcleo do átomo - écerca de mil vezes menor que o próprio átomo. Naquela época, os cientistas acreditavam que o átomo consistia em dois tipos de partículas - o núcleo e os elétrons.
Com o tempo, os cientistas têm uma pergunta: por que o próton, o elétron e o pósitron se unem e não se separam em direções diferentes sob a influência das forças de Coulomb? E também para os cientistas da época não estava claro: se essas partículas são elementares, então nada pode acontecer com elas, e elas devem viver para sempre.
Com o desenvolvimento da física quântica, os pesquisadores descobriram que o nêutron está sujeito a decaimento e, ao mesmo tempo, bastante rápido. Ele decai em um próton, um elétron e outra coisa que não pode ser capturada. Este último foi notado pela f alta de energia. Então os cientistas assumiram que a lista de partículas elementares estava esgotada, mas agora sabe-se que isso está longe de ser o caso. Uma nova partícula chamada neutrino foi descoberta. Não carrega carga elétrica e tem uma massa extremamente baixa.
Nêutron
Nêutron é uma partícula subatômica que tem uma carga elétrica neutra. Sua massa é quase 2.000 vezes a massa de um elétron. Como os nêutrons pertencem à classe de partículas neutras, eles interagem diretamente com os núcleos dos átomos, e não com suas camadas eletrônicas. Os nêutrons também têm um momento magnético que permite aos cientistas explorar a estrutura magnética microscópica da matéria. A radiação de nêutrons é inofensiva até mesmo para organismos biológicos.
Partícula subatômica – próton
Os cientistas descobriram que essesOs "tijolos de matéria" são compostos de três quarks. O próton é uma partícula carregada positivamente. A massa do próton excede a massa do elétron em 1836 vezes. Um próton e um elétron se combinam para formar o elemento químico mais simples, o átomo de hidrogênio. Até recentemente, acreditava-se que os prótons não podem mudar seu raio dependendo de quais elétrons orbitam acima deles. Um próton é uma partícula eletricamente carregada. Conectando-se com um elétron, ele se transforma em um nêutron.
Elétron
O elétron foi descoberto pela primeira vez pelo físico inglês J. Thomson em 1897. Esta partícula, como os cientistas acreditam agora, é um objeto elementar ou pontual. Este é o nome de uma partícula subatômica em um átomo, que não possui sua própria estrutura - não consiste em nenhum outro componente menor. Em união com um próton e um nêutron, um elétron forma um átomo. Agora, os cientistas ainda não descobriram em que consiste essa partícula. Um elétron é uma partícula que tem uma carga elétrica infinitesimal. A própria palavra "elétron" na tradução do grego antigo significa "âmbar" - afinal, os cientistas da Hélade usaram o âmbar para investigar os fenômenos da eletricidade. Este termo foi proposto pelo físico britânico em 1894, J. Stoney.
Por que estudar partículas elementares?
A resposta mais simples para a pergunta de por que os cientistas precisam saber sobre partículas subatômicas é: ter informações sobre a estrutura interna do átomo. No entanto, esta afirmação contém apenas um grão de verdade. NODe fato, os cientistas estudam não apenas a estrutura interna do átomo - o principal campo de sua pesquisa é a colisão das menores partículas de matéria. Quando essas partículas extremamente energéticas colidem umas com as outras em alta velocidade, um novo mundo literalmente nasce, e os fragmentos de matéria deixados após as colisões ajudam a desvendar os mistérios da natureza que sempre permaneceram um mistério para os cientistas.
