Субатомные частицы, которые вы должны знать

Элементарные и субатомные частицы

Три основные субатомные частицы атома - это протоны, нейтроны и электроны.
Три основные субатомные частицы атома - это протоны, нейтроны и электроны.Матс Перссон / Getty Images

атом мельчайшая частица материи чем нельзя разделить с помощью химических средств, но атомы состоят из более мелких частей, называемых субатомными частицами. Разбивая его еще дальше, субатомные частицы часто состоят из элементарных частиц. Вот взгляд на три основные субатомные частицы в атоме, их электрические заряды, массы и свойства. Оттуда узнайте о некоторых ключевых элементарных частицах.

Электроны

Электроны - это крошечные отрицательно заряженные частицы. Они вращаются вокруг ядра атома.
Электроны - это крошечные отрицательно заряженные частицы. Они вращаются вокруг ядра атома.Лоуренс Лоури / Getty Images

Третий основной тип субатомной частицы в атоме это электрон. Электроны намного меньше протонов или нейтронов и обычно вращаются вокруг атомного ядра на относительно большом расстоянии от его ядра. Чтобы представить размер электрона в перспективе, протон в 1863 раза массивнее. Поскольку масса электрона настолько мала, при расчете массового числа атома учитываются только протоны и нейтроны.

instagram viewer

Чистый заряд: -1

Масса покоя: 9.10938356 × 10−31 кг

Поскольку электрон и протон имеют противоположные заряды, они притягиваются друг к другу. Также важно отметить, что заряд электрона и протона, напротив, равны по величине. Нейтральный атом имеет равное количество протонов и электронов.

Поскольку электроны вращаются вокруг атомных ядер, они являются субатомными частицами, которые влияют на химические реакции. Потеря электронов может привести к образованию положительно заряженных частиц, называемых катионами. Получение электронов может привести к отрицательным видам, называемым анионами. Химия - это изучение переноса электронов между атомами и молекулами.

Элементарные частицы

Композитные частицы состоят из двух или более элементарных частиц. Элементарные частицы не могут быть далее разделены на более мелкие субъединицы.
Композитные частицы состоят из двух или более элементарных частиц. Элементарные частицы не могут быть далее разделены на более мелкие субъединицы.BlackJack3D / Getty Images

Субатомные частицы могут быть классифицированы как составные частицы или элементарные частицы. Композитные частицы состоят из более мелких частиц. Элементарные частицы не могут быть разделены на более мелкие единицы.

Стандартная модель физики включает в себя как минимум:

  • 6 вкусов кварков: вверх, вниз, сверху, снизу, странно, заряд
  • 6 видов лептонов: электрон, мюон, тау, электронное нейтрино, мюонное нейтрино, тау нейтрино
  • 12 калибровочных бозонов, которые включают фотон, 3 Вт и Z бозоны и 8 глюонов
  • бозон Хиггса

Существуют и другие предлагаемые элементарные частицы, в том числе гравитон и магнитный монополь.

Итак, электрон - это субатомная частица, элементарная частица и тип лептона. Протон - это субатомная составная частица, состоящая из двух восходящих кварков и одного нижнего кварка. Нейтрон - это субатомная составная частица, состоящая из двух восходящих кварков и одного восходящего кварка.

Адроны и экзотические субатомные частицы

Pi-плюс мезон, тип адрона, показывающий кварки (оранжевым цветом) и глюоны (белым цветом)
Pi-плюс мезон, тип адрона, показывающий кварки (оранжевым цветом) и глюоны (белым цветом).Дорлинг Киндерсли / Getty Images

Композитные частицы также можно разделить на группы. Например, адрон - это составная частица, состоящая из кварков, которые удерживаются вместе сильной силой почти так же, как протоны и нейтроны связываются вместе, образуя атомные ядра.

Существует два основных семейства адронов: барионы и мезоны. Барионы состоят из трех кварков. Мезоны состоят из одного кварка и одного антикварка. Кроме того, существуют экзотические адроны, экзотические мезоны и экзотические барионы, которые не соответствуют обычным определениям частиц.

Протоны и нейтроны - это два типа барионов и, следовательно, два разных адрона. Пионы являются примерами мезонов. Хотя протоны являются стабильными частицами, нейтроны стабильны только тогда, когда они связаны в атомных ядрах (период полураспада около 611 секунд). Другие адроны нестабильны.

Еще больше частиц предсказывают суперсимметричные физические теории. Примеры включают нейтралино, которые являются суперпартнерами нейтральных бозонов, и слептоны, которые являются суперпартнерами лептонов.

Также есть частицы антивещества соответствующие материальным частицам. Например, позитрон это элементарная частица, которая является аналогом электрона. Как и электрон, он имеет спин 1/2 и идентичную массу, но имеет электрический заряд +1.

instagram story viewer