proton

Fyzický

2022

Vysvetlíme, čo sú protóny, ako boli objavené, ich vlastnosti a charakteristiky. Tiež, čo sú nukleóny.

Protóny sa nachádzajú v jadre atómov.

Čo je to protón?

Protón je typsubatomárna častica, teda jedna z minimálnych častíc, ktoré tvoria atóm. Patrí do čeľade fermionových a je obdarenýnabíjačka pozitívne.

Všetkozáležitosť je vyrobený zatómova tie sa v podstate skladajú z troch typov častíc s rôznym elektrickým nábojom: elektróny (záporný náboj),neutróny (neutrálny náboj) a protóny (kladný náboj).

Dlho sa predpokladalo, že protón je základným typom častice, to znamená, že ho nemožno rozdeliť. Dnes však existujú silné dôkazy, že sa skladá z kvarky.

V každom prípade je protón stabilná subatomárna častica. Na rozdiel od elektrónu, ktorý obieha okolo jadra atómu, protóny sú obsiahnuté v atómovom jadre spolu s neutrónmi, ktoré prispievajú väčšinou k atómovej hmotnosti.

Objav protónu

Ernest Rutherford objavil protón experimentovaním s dusíkom.

Protóny objavil v roku 1918 Ernest Rutherford (1871-1937), britský chemik a fyzik. Uprostred experimentov s plynu dusíka, Rutherford poznamenal, že jeho prístroje detekovali prítomnosť jadier vodíka vystreľovaním alfa častíc do plynu.

Dospel k záveru, že tieto jadrá musia byť základnými časticami hmoty bez toho, aby v tom čase vedel, že jadro atómu vodíka obsahuje jedinú časticu: protón. Preto bolo rozhodnuté poskytnúť vodík s atómové číslo 1.

Z predchádzajúcich vedeckých skúseností je však známe, že k tomuto objavu viedli. Napríklad nemecký fyzik Eugene Goldstein (1850-1930) v roku 1886 našiel kladné ióny vo vnútri atómu pomocou experimentov s katódovými lúčmi.

Okrem toho už Brit J. J. Thompson (1856-1940) objavil elektróny a ich záporný náboj, to znamená, že bolo potrebné, aby v atóme bol nejaký iný typ častice s opačným nábojom.

Vlastnosti a charakteristiky protónu

Každý protón sa skladá z dvoch kvarkov „up“ a jedného „down“ kvarku.

Protóny sú stabilné kompozitné častice, oveľa hmotnejšie ako elektrón (1836-krát) a majú kladný elementárny náboj 1 (1,6 x 10-19 C). Sú zložené z troch elementárnych častíc resp kvarky: dva "hore"(Vyššie) a jeden"dole“ (nižšie). Ich polčas rozpadu je dlhší ako 1035 rokov, od tohto okamihu sú náchylné na rozklad.

Protóny majú, podobne ako iné subatomárne častice, svoj vlastný spin, teda vlastný a nemenný moment hybnosti, ktorý je v tomto prípade ½. Táto vlastnosť je obzvlášť užitočná pre nukleárnu magnetickú rezonanciu a iné moderné technologické aplikácie.

Nukleóny

Pretože sa bežne nachádzajú v atómovom jadre, protóny a neutróny sú známe ako „nukleóny“. Elektróny na druhej strane okolo nich obiehajú viac-menej rozptýlene.

Nukleóny sú spolu viazané silnými jadrovými silami, ktoré len v obzvlášť veľkých atómoch (ako je urán) môžu ustúpiť iným silám, ako napr. elektromagnetické.

Nukleóny tvoria najväčšie percento omša ľubovoľného atómu a preto určiť rozdiel medzi a chemický prvok a druhý: napríklad atóm vodíka má vo svojom jadre iba jeden protón, zatiaľ čo atóm hélia má dva protóny a jeden alebo dva neutróny, v závislosti od konkrétneho izotopu.

Atómové číslo

V periodickej tabuľke je možné pozorovať atómové číslo každého prvku.

The atómové číslo (Z) udáva, koľko protónov má typ atómu vo svojom jadre. Každý chemický prvok má iné atómové číslo, hoci jeho chemické správanie je skôr určené počtom elektrónov, ktoréobežná dráha okolo jeho jadra (čo sa pre neutrálny atóm rovná počtu protónov).

Tak napríklad chlór (Cl) má vo svojom jadre 17 protónov, takže jeho atómové číslo je 17. Toto číslo sa nikdy nelíši, ani medzi izotopmi (verziami) toho istého atómu, keďže medzi áno sa líšia iba počtom neutrónov v jeho jadre.

!-- GDPR -->