Tip 1: Aké sú nukleóny

veda

Tip 1: Aké sú nukleóny

Nucleon je bežný názov pre protón a neutron,častice, z ktorých sú zložené jadrá atómov. Väčšina hmoty atómu je v nukleónoch. Napriek tomu, že sa protony a neutrony líšia v niektorých vlastnostiach a správaní, fyzici majú tendenciu považovať ich za členov jednej "rodiny".

Protóny a neutróny majú takmer rovnakú hmotnosť,jeho rozdiel nie je väčší ako 1%. Sily pôsobiace medzi dvoma protónmi alebo neutrónmi v rovnakej vzdialenosti sú prakticky rovnaké. Najvýznamnejší rozdiel medzi neutronom a protónom je prítomnosť posledného pozitívneho elektrického náboja v druhom. Neutrón, na rozdiel od protónu, nemá náboj. Základnou časticou hmoty je jadro vodíka, pretože je to protón. Táto skutočnosť bola stanovená E. Rutherfordom, dokázal, že hmotnosť pozitívneho náboja tohto atómu je vo veľmi malom priestore. Hmotnosť protónu je 1836-krát väčšia ako hmotnosť elektrónu a jeho elektrický náboj má rovnakú veľkosť ako elektrónový náboj, ale má opačný znak. Rovnako ako elektrón, protón má spin, ktorý sa nerovná nule. Spin je charakteristický pre rotáciu častice okolo jej osi, podobne ako denná rotácia Zeme. Ak je protón v magnetickom poli, potom sa otáča ako víchrica pod vplyvom gravitácie. Rýchlosť tohto pohybu je určená magnetickým momentom. Jeho smer v protóne sa zhoduje so smerom osi otáčania. Existencia neutrónov dokázal pomocník J. Rutherforda J. Chadwick. Podľa jeho skúseností Chadwick ožaroval berýlium, ktoré sa tiež stalo zdrojom žiarenia. Toto žiarenie, keď zrážalo s jadrami, vyradilo z nich protóny. Chadwick navrhol, že žiarenie je prúd častíc s hmotnosťou rovnajúcou sa hmotnosti protónu, ale nemajú elektrický náboj, a pomenoval ich neytronami.V moderná fyzika existuje tvaroh modelu dáva predstavu o štruktúre nukleónov. Podľa neho sú nukleóny tvorené kvarkami troch typov - jednoduchších častíc. Ak sa táto teória protón náboj označovaný e, potom to bude mať dva tvaroh s náplňou o + 2 / 3e a jeden tvaroh s starosti -1 / 3e a neutrónu - jedna tvarohu s starosti + 2 / 3e a dva tvarohov s vsádzky -1 / 3e. Tento model má dosť presvedčivé potvrdenie v experimentoch na rozptyľovanie vysokoenergetických elektrónov. Elektróny interagujúce s nuklenami odhalili prítomnosť vnútornej štruktúry v nich.

Tip 2: Ktorá fyzická interakcia určuje pripojenie nukleónov v jadre

V prírode existujú 4 typy interakcií: gravitačné, elektromagnetické, slabé a silné. Práve silná interakcia vytvára silné spojenie medzi základnými nukleónmi v jadre atómu.

Nukleony a kvarky

Nucleons sa nazývajú drobné častice, z ktorýchpozostáva z jadra atómu. Patria medzi ne protóny a neutróny. Proton je jadro vodíka, ktoré má kladný náboj. Neutron má nulový náboj. Masy týchto dvoch častíc sú približne rovnaké (líšia sa o 0,14%). Vo všeobecnosti je atóm elektricky neutrálny. To je zaistené záporným nábojom elektrónov, ktoré sa otáčajú okolo jadra. Nukleóny sa podieľajú na silnej interakcii. Až donedávna sa vedci domnievali, že nukleony sú nedeliteľné častice. Avšak táto teória sa zrútila po objavení kvarkovho modelu jadra a vykonaní experimentov potvrdzujúcich jeho pravdu. Podľa neho protóny a neutróny pozostávajú z ešte menších častíc - kvarkov. Každý nukleón sa skladá z troch kvarkov. Majú špecifickú vlastnosť - "farbu" (nemá nič spoločné s farbou v tradičnom zmysle). Toto slovo sa zvyčajne označuje ako jeho poplatok. Sú to kvarky, ktoré uskutočňujú silnú interakciu a navzájom si vymieňajú špeciálne kvantové gluóny (preložené ako "lepidlo"). Spojenie medzi protónmi a neutrónmi v jadre je tvorené zvyškovou silnou interakciou nazývanou jadrová interakcia. Nie je medzi základnými.

Silná interakcia

Toto je jeden zo základných štyrochinterakcie v prírode. Vyskytuje sa iba na vzdialenostiach poradia femtometra. Silná interakcia je tisíckrát silnejšia ako elektromagnetická. To je niekedy žartom označovaný ako rytier s krátkym rukami.Kvarki nebola nájdená vo voľnom stave a natoľko vzájomne prepojené, že nemôžu byť rozdelené. Prinajmenšom moderná veda nemá ani tušenie, ako to možno urobiť. Fenomén silnej interakcie spočíva v tom, že vzdialenosť medzi kvarkami sa zvyšuje, interakčná sila medzi nimi sa niekoľkokrát zvyšuje. Naopak, pri približovaní sa k sile interakcie je výrazne oslabená. Na rozdiel od silnejších, silou jadrovej interakcie prudko klesá so zvyšujúcou sa vzdialenosťou medzi nukleónmi. Kvantová chromodynamika skúma interakciu kvarkov. Študuje vlastnosti poľa gluónov a vlastnosti kvark (podivnosti, šarm, farba, atď.). V štandardnom modeli sú kvarky a gluóny schopné silnej interakcie. V gravitačnej teórii platí aj pre leptóny.