Les particules qui composent les atomes peuvent être imaginées de différentes manières - par exemple, sous la forme de particules de poussière rondes. Ils sont si petits que chacun de ces grains de poussière ne peut être considéré séparément. Toute la matière qui se trouve dans le monde environnant est constituée de telles particules. Quelles sont les particules qui composent les atomes ?
Définition
Une particule subatomique est l'une de ces "briques" à partir desquelles le monde entier est construit. Ces particules comprennent des protons et des neutrons, qui font partie des noyaux atomiques. Les électrons tournant autour des noyaux appartiennent également à cette catégorie. En d'autres termes, les particules subatomiques en physique sont les protons, les neutrons et les électrons. Dans le monde familier à l'homme, en règle générale, on ne trouve pas de particules d'un autre type - elles vivent exceptionnellement peu. À la fin de leur âge, ils se désintègrent en particules ordinaires.
Le nombre de ces particules subatomiques qui vivent relativement peu de temps se compte aujourd'hui par centaines. Leur nombre est si grand que les scientifiques n'utilisent plus les noms usuels pour les désigner. Comme les étoiles, on leur attribue souvent des désignations numériques et alphabétiques.
Caractéristiques principales
Le spin, la charge électrique et la masse sont parmi les caractéristiques les plus importantes de toute particule subatomique. Étant donné que le poids d'une particule est souvent associé à la masse, certaines des particules sont traditionnellement appelées "lourdes". L'équation d'Einstein (E=mc2) indique que la masse d'une particule subatomique dépend directement de son énergie et de sa vitesse. Quant à la charge électrique, elle est toujours un multiple de l'unité fondamentale. Par exemple, si la charge d'un proton est +1, alors la charge d'un électron est -1. Cependant, certaines des particules subatomiques, telles que le photon ou le neutrino, n'ont aucune charge électrique.
En outre, une caractéristique importante est la durée de vie de la particule. Plus récemment, les scientifiques ont été convaincus que les électrons, les photons, ainsi que les neutrinos et les protons sont parfaitement stables et que leur durée de vie est presque infinie. Cependant, ce n'est pas tout à fait vrai. Le neutron, par exemple, ne reste stable que jusqu'à ce qu'il soit "libéré" du noyau d'un atome. Après cela, sa durée de vie est en moyenne de 15 minutes. Toutes les particules instables subissent un processus de désintégration quantique qui ne peut jamais être complètement prévisible.
Recherche sur les particules
L'atome était considéré comme indivisible jusqu'à ce que sa structure soit découverte. Il y a environ un siècle, Rutherford a fait ses fameuses expériences, qui consistaient à bombarder une fine feuille avec un flux de particules alpha. Il s'est avéré que les atomes de matière sont pratiquement vides. Et au centre de l'atome se trouve tout ce que nous appelons le noyau de l'atome - ilenviron mille fois plus petit que l'atome lui-même. À cette époque, les scientifiques pensaient que l'atome se composait de deux types de particules - le noyau et les électrons.
Au fil du temps, les scientifiques se posent une question: pourquoi le proton, l'électron et le positron se collent-ils et ne se désagrègent-ils pas dans des directions différentes sous l'influence des forces de Coulomb ? Et aussi pour les scientifiques de l'époque, cela restait flou: si ces particules sont élémentaires, alors rien ne peut leur arriver, et elles doivent vivre éternellement.
Avec le développement de la physique quantique, les chercheurs ont découvert que le neutron est sujet à désintégration, et en même temps assez rapide. Il se désintègre en un proton, un électron et quelque chose d'autre qui n'a pas pu être capturé. Ce dernier s'est fait remarquer par le manque d'énergie. Ensuite, les scientifiques ont supposé que la liste des particules élémentaires était épuisée, mais maintenant on sait que c'est loin d'être le cas. Une nouvelle particule appelée le neutrino a été découverte. Il ne porte aucune charge électrique et a une masse extrêmement faible.
Neutron
Le neutron est une particule subatomique qui a une charge électrique neutre. Sa masse est près de 2 000 fois la masse d'un électron. Puisque les neutrons appartiennent à la classe des particules neutres, ils interagissent directement avec les noyaux des atomes, et non avec leurs enveloppes électroniques. Les neutrons ont également un moment magnétique qui permet aux scientifiques d'explorer la structure magnétique microscopique de la matière. Le rayonnement neutronique est inoffensif même pour les organismes biologiques.
Particule subatomique – proton
Les scientifiques ont découvert que cesLes "briques de matière" sont constituées de trois quarks. Le proton est une particule chargée positivement. La masse du proton dépasse la masse de l'électron de 1836 fois. Un proton et un électron se combinent pour former l'élément chimique le plus simple, l'atome d'hydrogène. Jusqu'à récemment, on pensait que les protons ne pouvaient pas modifier leur rayon en fonction des électrons qui orbitent au-dessus d'eux. Un proton est une particule chargée électriquement. En se connectant avec un électron, il se transforme en neutron.
Électron
L'électron a été découvert pour la première fois par le physicien anglais J. Thomson en 1897. Cette particule, comme le croient maintenant les scientifiques, est un objet élémentaire ou ponctuel. C'est le nom d'une particule subatomique dans un atome, qui n'a pas sa propre structure - ne se compose d'aucun autre composant plus petit. En union avec un proton et un neutron, un électron forme un atome. Maintenant, les scientifiques n'ont pas encore compris en quoi consiste cette particule. Un électron est une particule qui a une charge électrique infinitésimale. Le mot même "électron" dans la traduction du grec ancien signifie "ambre" - après tout, les scientifiques de Hellas ont utilisé l'ambre pour étudier les phénomènes de l'électricité. Ce terme a été proposé par le physicien britannique en 1894, J. Stoney.
Pourquoi étudier les particules élémentaires ?
La réponse la plus simple à la question de savoir pourquoi les scientifiques ont besoin de connaître les particules subatomiques est: avoir des informations sur la structure interne de l'atome. Cependant, cette affirmation ne contient qu'un grain de vérité. ÀEn fait, les scientifiques n'étudient pas seulement la structure interne de l'atome - le domaine principal de leurs recherches est la collision des plus petites particules de matière. Lorsque ces particules extrêmement énergétiques entrent en collision à grande vitesse, un nouveau monde est littéralement né, et les fragments de matière laissés après les collisions aident à percer les mystères de la nature qui sont toujours restés un mystère pour les scientifiques.
