Neft va gaz katta ensiklopediya. Elementar zarralar

Butun moddiy dunyo, zamonaviy fizikaga ko'ra, uchta elementar zarrachadan qurilgan: proton, neytron va elektron. Bundan tashqari, fanga ko'ra, koinotda materiyaning boshqa "elementar" zarralari mavjud bo'lib, ularning ba'zi nomlari normadan aniq ko'proq. Shu bilan birga, bu boshqa “elementar zarralar”ning koinotning mavjudligi va rivojlanishidagi vazifasi aniq emas.

Elementar zarralarning boshqa talqinini ko'rib chiqing:

Faqat bittasi bor elementar zarracha materiya protondir. Boshqa barcha "elementar zarralar", shu jumladan neytron va elektron, faqat protonning hosilalari bo'lib, ular koinot evolyutsiyasida juda kamtarona rol o'ynaydi. Keling, bunday "elementar zarralar" qanday hosil bo'lishini ko'rib chiqaylik.

Biz "" maqolasida moddaning elementar zarrasining tuzilishini batafsil ko'rib chiqdik. Elementar zarracha haqida qisqacha:

• Moddaning elementar zarrasi kosmosda cho'zilgan ip shakliga ega.
• Elementar zarracha cho'zishga qodir. Cho'zish jarayonida elementar zarracha ichidagi moddaning zichligi pasayadi.
• Moddaning zichligi yarmiga tushadigan elementar zarrachaning kesimini biz chaqirdik materiya kvanti .
• Harakat jarayonida elementar zarracha energiyani uzluksiz yutadi (katlama, ).
• Energiyani yutish nuqtasi ( yo'q qilish nuqtasi ) elementar zarracha harakat vektorining uchida joylashgan.
• Aniqroq: moddaning faol kvantining uchida.
• Elementar zarracha energiyani yutib, oldinga siljish tezligini doimiy ravishda oshiradi.
• Moddaning elementar zarrasi dipoldir. Bunda jozibador kuchlar zarrachaning oldingi qismida (harakat yo`nalishida), itaruvchi kuchlar esa orqa qismida to`plangan.

Kosmosda elementar bo'lish xususiyati nazariy jihatdan moddaning zichligini nolga tushirish imkoniyatini anglatadi. Va bu, o'z navbatida, uning mexanik yorilishi ehtimolini anglatadi: moddaning elementar zarrasining yorilishi joyini uning materiyaning nol zichligi bo'lgan kesimi sifatida ko'rsatish mumkin.

Annigilyatsiya (energiyaning yutilishi) jarayonida elementar zarracha, katlama energiyasi kosmosda o'zining tarjima harakati tezligini doimiy ravishda oshiradi.

Galaktikaning evolyutsiyasi, oxir-oqibat, materiyaning elementar zarralarini bir-biriga yirtib tashlashga qodir bo'lgan paytga olib keladi. Elementar zarrachalar parallel kurslarda uchrashmasligi mumkin, bir zarra ikkinchisiga sekin va ravon yaqinlashganda, xuddi kema kabi iskala. Ular kosmosda va qarama-qarshi traektoriyalarda uchrashishlari mumkin. Keyin qattiq to'qnashuv va natijada elementar zarrachaning sinishi deyarli muqarrar. Ular energiya buzilishining juda kuchli to'lqini ostida qolishlari mumkin, bu ham yorilishga olib keladi.

Moddaning elementar zarrachasining yorilishi natijasida hosil bo'lgan "parchalar" qanday bo'lishi mumkin?

Keling, tashqi ta'sir natijasida moddaning elementar zarralari - deyteriy atomining proton va neytronga aylanganini ko'rib chiqaylik.

juft tuzilishi yorilishi ularning ulanish joyida sodir bo'lmaydi -. Juftlik tuzilishining ikkita elementar zarralaridan biri buziladi.

Proton va neytron tuzilishi jihatidan bir-biridan farq qiladi.

• Proton - bu biroz qisqartirilgan (tanaffusdan keyin) elementar zarra,
• neytron - bitta to'laqonli elementar zarrachadan va birinchi zarrachaning oldingi, engil uchidan iborat "dum" dan iborat struktura.

To'liq elementar zarracha o'z tarkibida to'liq to'plamga ega - "N" modda kvantlari. Protonda "N-n" moddalar kvantlari mavjud. Neytronda "N + n" kvantlari mavjud.

Protonning harakati aniq. Moddaning oxirgi kvantini yo'qotgan bo'lsa ham, u energiyani faol ravishda davom ettiradi: uning yangi yakuniy kvantining materiya zichligi har doim yo'q qilish shartlariga mos keladi. Materiyaning bu yangi yakuniy kvanti yangi yo'q qilish nuqtasiga aylanadi. Umuman olganda, proton kutilganidek harakat qiladi. Protonlarning xossalari har qanday fizika darsligida yaxshi tasvirlangan. Faqat u o'zining "to'liq huquqli" hamkasbidan - moddaning to'liq elementar zarrasidan biroz engilroq bo'ladi.

Neytron o'zini boshqacha tutadi. Avval neytronning tuzilishini ko'rib chiqing. Aynan uning tuzilishi uning "g'alatiligini" tushuntiradi.

Umuman olganda, neytron ikki qismdan iborat. Birinchi qism materiyaning to'laqonli elementar zarrasi bo'lib, uning oldingi uchida annigilyatsiya nuqtasi mavjud. Ikkinchi qism - birinchi elementar zarrachaning kuchli qisqartirilgan, engil "cho'ntagi" bo'lib, qo'sh strukturaning yorilishidan keyin qolgan, shuningdek, yo'q qilish nuqtasiga ega. Bu ikki qism annigilyatsiya nuqtalari bilan o'zaro bog'langan. Shunday qilib, neytron qo'shaloq annigilyatsiya nuqtasiga ega.

Fikrlash mantig'i shuni ko'rsatadiki, neyronning bu ikki vaznli qismi boshqacha harakat qiladi. Agar toʻliq ogʻirlikdagi elementar zarra boʻlgan birinchi qism, kutilganidek, erkin energiyani yoʻq qilib, koinot fazosida asta-sekin tezlashsa, ikkinchi, yengil qism esa, yuqori tezlikda erkin energiyani yoʻq qila boshlaydi.

Moddaning elementar zarrasining kosmosdagi harakati quyidagilar tufayli amalga oshiriladi: tarqaladigan energiya uning oqimlariga tushgan zarrachani tortadi. Ma'lumki, moddaning zarrasi qanchalik massasi kamroq bo'lsa, energiya oqimlari bu zarrachani u bilan birga sudrab borishi qanchalik oson bo'lsa, bu zarraning tezligi shunchalik yuqori bo'ladi. Nima ekanligi aniq katta miqdor energiya bir vaqtning o'zida faol kvant tomonidan katlanadi, tarqaladigan energiya oqimlari qanchalik kuchli bo'lsa, bu oqimlar zarrachani ular bilan birga sudrab borishi osonroq bo'ladi. Biz qaramlikni olamiz: Materiya zarrasining kosmosdagi tarjima harakati tezligi uning faol kvantining materiya massasiga proportsional va materiya zarrasining umumiy massasiga teskari proportsionaldir. :

Neytronning ikkinchi, engil qismi materiyaning to'liq og'irlikdagi elementar zarrasi massasidan ko'p marta kichikroq massaga ega. Lekin ularning faol kvantlarining massalari teng. Ya'ni: ular energiyani bir xil tezlikda yo'q qiladi. Biz olamiz: neytronning ikkinchi qismining translatsiya harakati tezligi tez o'sishga moyil bo'ladi va u energiyani tezroq yo'q qila boshlaydi. (Chalkashlikka yo'l qo'ymaslik uchun biz neytronning ikkinchi, engil qismini elektron deb ataymiz).

neytronni chizish

Neytron tarkibida bo'lgan elektron tomonidan bir vaqtning o'zida yo'q qilinadigan energiyaning keskin ortib borishi neytronning inertsiyasiga olib keladi. Elektron o'zining "qo'shnisi" - to'liq elementar zarradan ko'ra ko'proq energiyani yo'q qila boshlaydi. U hali umumiy neytronlarni yo'q qilish nuqtasidan ajralib chiqa olmaydi: kuchli tortishish kuchlari aralashadi. Natijada, elektron umumiy yo'q qilish nuqtasi orqasida "yeyishni" boshlaydi.

Shu bilan birga, elektron sherigiga va uning kondensatsiyasiga nisbatan siljishni boshlaydi erkin energiya qo'shnisining yo'q qilish nuqtasi chegarasiga tushadi. Qaysi darhol bu qalinlashuvni "eyish" boshlanadi. Elektron va to'laqonli zarrachaning "ichki" resurslarga bunday o'tishi - annigilyatsiya nuqtasi orqasida bo'sh energiyaning kondensatsiyasi - neytronni tortish va qaytarish kuchlarining tez pasayishiga olib keladi.

Elektronning neytronning umumiy tuzilishidan ajralishi elektronning to'liq og'irlikdagi elementar zarrachaga nisbatan siljishi etarlicha kattalashganda, ikkita annigilyatsiya nuqtasining tortishish bog'larini buzishga moyil bo'lgan kuchdan oshib keta boshlagan paytda sodir bo'ladi. bu yo'q qilish nuqtalarining tortishish kuchi va neytronning (elektron) ikkinchi, engil qismi tezda uchib ketadi.

Natijada, neytron ikki birlikka parchalanadi: to'liq elementar zarracha - proton va moddaning elementar zarrasining engil, qisqargan qismi - elektron.

Zamonaviy ma'lumotlarga ko'ra, bitta neytronning tuzilishi taxminan o'n besh daqiqa davomida mavjud. Keyin u o'z-o'zidan proton va elektronga parchalanadi. Bu o'n besh daqiqa neytronni yo'q qilishning umumiy nuqtasiga nisbatan elektronning siljishi va uning "erkinligi" uchun kurash vaqtidir.

Keling, ba'zi natijalarni sarhisob qilaylik:

• PROTON - materiyaning to'laqonli elementar zarrasi bo'lib, uning bir yo'q bo'lib ketish nuqtasi yoki yorug'lik kvantlari ajratilgandan keyin qoladigan materiya elementar zarrasining og'ir qismi.
• NEYTRON - qo'sh struktura bo'lib, ikkita annigilyatsiya nuqtasiga ega bo'lib, materiyaning elementar zarrasi va boshqa elementar zarraning engil, old qismidan iborat.
• ELEKTRON - moddaning elementar zarrachasining yorilishi natijasida hosil bo'lgan yorug'lik kvantlaridan tashkil topgan, bir annigilyatsiya nuqtasiga ega bo'lgan old qismi.
• Fan tomonidan e'tirof etilgan "proton-neytron" strukturasi DEYTERIY ATOMidir, bu ikki elementar zarrachadan iborat bo'lib, ikki tomonlama annigilyatsiya nuqtasiga ega.

Elektron atom yadrosi atrofida aylanadigan mustaqil elementar zarracha emas.

Elektron, fanning fikriga ko'ra, atomning tarkibida emas.

Atom yadrosi esa tabiatda mavjud emas, xuddi materiyaning mustaqil elementar zarrasi shaklida neytron bo'lmagani kabi.

Elektron ham, neytron ham tashqi ta'sir natijasida ikkita teng bo'lmagan qismga bo'lingandan so'ng, ikkita elementar zarraning juft tuzilishi hosilalaridir. Har qanday kimyoviy element atomi tarkibida proton va neytron standart juft tuzilishdir - moddaning ikkita to'liq og'irlikdagi elementar zarralari - annigilyatsiya nuqtalari bilan birlashtirilgan ikkita proton..

Zamonaviy fizikada proton va elektronning teng, ammo qarama-qarshi elektr zaryadlari borligi haqidagi mustahkam pozitsiya mavjud. Go'yoki, bu qarama-qarshi zaryadlarning o'zaro ta'siri natijasida ular bir-biriga tortiladi. Juda mantiqiy tushuntirish. Bu hodisaning mexanizmini to'g'ri aks ettiradi, lekin u butunlay noto'g'ri - uning mohiyati.

Elementar zarrachalar musbat ham, manfiy ham «elektr» zaryadga ega emas, xuddi «elektr maydoni» shaklida materiyaning maxsus shakli mavjud emas. Bunday "elektr" insonning ixtirosi bo'lib, u mavjud vaziyatni tushuntirib bera olmasligidan kelib chiqadi.

Bir-biriga "elektr" va elektron aslida koinot fazosida oldinga siljishi natijasida ularni yo'q qilish nuqtalariga yo'naltirilgan energiya oqimlari orqali yaratilgan. Ular bir-birining tortishish kuchlarining ta'sir zonasiga tushganda. Bu haqiqatan ham kattaligi teng, lekin qarama-qarshi elektr zaryadlarining o'zaro ta'siriga o'xshaydi.

"o'xshash elektr zaryadlari", masalan: ikkita proton yoki ikkita elektron ham boshqacha tushuntirishga ega. Repulsiya zarralardan biri boshqa zarraning itaruvchi kuchlarining ta'sir zonasiga - ya'ni uning annigilyatsiya nuqtasi orqasidagi energiya kondensatsiyasi zonasiga kirganda sodir bo'ladi. Bu haqda oldingi maqolada yoritgan edik.

"Proton - antiproton", "elektron - pozitron" o'zaro ta'siri ham boshqacha tushuntirishga ega. Bunday o'zaro ta'sir orqali biz protonlar yoki elektronlar to'qnashuv kursida harakatlanayotganda ularning ruhining o'zaro ta'sirini tushunamiz. Bunday holda, ularning faqat tortishish orqali o'zaro ta'siri tufayli (hech qanday itarish yo'q, chunki ularning har birining itarish zonasi ularning orqasida joylashgan) ularning qattiq aloqasi sodir bo'ladi. Natijada, ikkita proton (elektron) o'rniga biz butunlay boshqa "elementar zarrachalar" ni olamiz, ular aslida bu ikki proton (elektron) ning qattiq o'zaro ta'sirining hosilalaridir.

Moddalarning atom tuzilishi. Atom modeli

Atomning tuzilishini ko'rib chiqing.

Neytron va elektron - moddaning elementar zarralari sifatida - mavjud emas. Bu biz yuqorida muhokama qilgan narsadir. Shunga ko'ra: atomning yadrosi va uning elektron qobig'i yo'q. Bu xato materiya tuzilishini keyingi tadqiq qilish uchun kuchli to'siqdir.

Moddaning yagona elementar zarrasi faqat protondir. Har qanday kimyoviy elementning atomi moddaning ikkita elementar zarrachalarining juftlashgan tuzilmalaridan iborat (juftlashgan tuzilishga ko'proq elementar zarralar qo'shiladigan izotoplar bundan mustasno).

Keyinchalik fikr yuritish uchun umumiy yo'q qilish nuqtasi tushunchasini ko'rib chiqish kerak.

Moddaning elementar zarralari bir-biri bilan annigilyatsiya nuqtalari orqali o'zaro ta'sir qiladi. Bu o'zaro ta'sir moddiy tuzilmalarning paydo bo'lishiga olib keladi: atomlar, molekulalar, jismoniy jismlar ... Ularning umumiy atom yo'q bo'lish nuqtasi, umumiy molekulaning yo'q bo'lish nuqtasi ...

UMUMIY YOQILISH NOKTASI - moddaning elementar zarrachalarining ikkita yagona yoʻq boʻlib ketish nuqtasini juft tuzilmaning umumiy yoʻq boʻlish nuqtasiga yoki juft tuzilmalarning umumiy yoʻq boʻlish nuqtalarini kimyoviy element atomining umumiy yoʻq boʻlish nuqtasiga birlashishi yoki umumiy yoʻq boʻlish nuqtasidir. atom nuqtalari kimyoviy elementlar- umumiy molekulyar yo'q qilish nuqtasiga.

Bu erda asosiy narsa shundaki, materiya zarralarining birlashishi yagona integral ob'ekt sifatida tortishish va itarish vazifasini bajaradi. Oxir-oqibat, hatto har qanday jismoniy jismni ham ushbu jismoniy tananing umumiy yo'q qilish nuqtasi sifatida tasvirlash mumkin: bu tana boshqa jismoniy jismlarni yagona, yaxlit jismoniy ob'ekt sifatida, yagona yo'q qilish nuqtasi sifatida o'ziga tortadi. Bunday holda, biz tortishish hodisalarini olamiz - jismoniy jismlar orasidagi tortishish.

Galaktikaning rivojlanish sikli bosqichida, tortishish kuchlari etarlicha kattalashganda, deyteriy atomlarining boshqa atomlarning tuzilishiga birlashishi boshlanadi. Kimyoviy elementlarning atomlari ketma-ket shakllanadi, chunki materiyaning elementar zarralarining translatsiya harakati tezligi ortib boradi (o'qing: galaktikaning koinot fazosida tarjima harakati tezligi ortadi) elementar zarrachalarning yangi juft tuzilmalarini biriktirish orqali. materiyadan deyteriy atomiga.

Birlashish ketma-ket sodir bo'ladi: har bir yangi atomda moddaning elementar zarralarining bitta yangi juft tuzilishi paydo bo'ladi (kamroq, bitta elementar zarracha). Deyteriy atomlarining boshqa atomlarning tuzilishiga birikmasini bizga nima beradi:

1. Atomni yo'q qilishning umumiy nuqtasi paydo bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, bizning atomimiz boshqa barcha atomlar va elementar zarralar bilan yagona integral struktura sifatida tortishish va itarilish orqali o'zaro ta'sir qiladi.
2. Atomning bo'sh joyi paydo bo'ladi, uning ichida erkin energiya zichligi uning makonidan tashqaridagi erkin energiya zichligidan ko'p marta oshadi. Atom bo'shlig'idagi bitta yo'q qilish nuqtasi orqasida juda yuqori energiya zichligi kuchli pasayishga vaqt topa olmaydi: elementar zarralar orasidagi masofalar juda kichik. Atom ichidagi bo'shliqdagi o'rtacha erkin energiya zichligi koinot fazosining erkin energiya zichligi konstantasi qiymatidan ko'p marta katta.

Kimyoviy elementlar, molekulalar atomlarini qurishda kimyoviy moddalar, jismoniy jismlar, moddiy zarralar va jismlarning o'zaro ta'sirining eng muhim qonuni namoyon bo'ladi:

Yadro ichidagi, kimyoviy, elektr, tortishish bog'larining mustahkamligi atom ichidagi annigilyatsiya nuqtalari orasidagi, molekulalar ichidagi atomlarning umumiy yo'q bo'lib ketish nuqtalari orasidagi, fizik jismlar ichidagi molekulalarning umumiy yo'q bo'lib ketish nuqtalari orasidagi, jismoniy jismlar orasidagi masofalarga bog'liq. Umumiy yo'q qilish nuqtalari orasidagi masofa qanchalik kichik bo'lsa, ular orasida shunchalik kuchli jozibali kuchlar harakat qiladi.

Bu aniq:

• Yadro ichidagi bog'lanishlar deganda elementar zarralar va atomlar ichidagi juft tuzilmalar orasidagi o'zaro ta'sir tushuniladi.
• Kimyoviy bog'lanish deganda molekulalar tuzilishidagi atomlarning o'zaro ta'siri tushuniladi.
• Elektr bog'lanishlari deganda biz fizik jismlar, suyuqliklar, gazlar tarkibidagi molekulalar orasidagi o'zaro ta'sirlarni tushunamiz.
• Gravitatsion aloqalar deganda jismoniy jismlar orasidagi o'zaro ta'sirlarni tushunamiz.

Ikkinchi kimyoviy element – ​​geliy atomining hosil bo‘lishi galaktika fazoda yetarlicha yuqori tezlikda tezlashganda sodir bo‘ladi.Ikki deyteriy atomining jozibador kuchi katta qiymatga yetganda, ular birikishiga imkon beradigan masofada yaqinlashadilar. geliy atomining to'rtta tuzilishi.

Galaktikaning progressiv harakati tezligining yanada oshishi keyingi (davriy jadvalga ko'ra) kimyoviy elementlarning atomlarining shakllanishiga olib keladi. Shu bilan birga: har bir kimyoviy element atomlarining genezisi koinot fazosida galaktikaning progressiv harakatining o'ziga xos, qat'iy belgilangan tezligiga mos keladi. Keling, unga qo'ng'iroq qilaylik kimyoviy element atomining hosil bo'lishining standart tezligi .

Geliy atomi galaktikada vodoroddan keyingi ikkinchi atomdir. Keyin, galaktikaning oldinga siljish tezligi oshgani sayin, deyteriyning keyingi atomi geliy atomiga o'tadi. Bu shuni anglatadiki, galaktikaning oldinga siljish tezligi litiy atomini hosil qilishning standart tezligiga yetdi. Keyin davriy sistemaga ko'ra berilliy, uglerod ... va hokazo atomining hosil bo'lishining standart tezligiga etadi.

atom modeli

Yuqoridagi diagrammada biz buni ko'rishimiz mumkin:

1. Atomdagi har bir davr juft tuzilmalar halqasidir.
2. Atom markazini doimo geliy atomining to'rtta tuzilishi egallaydi.
3. Xuddi shu davrning barcha juftlashgan tuzilmalari qat'iy bir xil tekislikda joylashgan.
4. Davrlar orasidagi masofalar bir davr ichidagi juft tuzilmalar orasidagi masofalardan ancha katta.

Albatta, bu juda soddalashtirilgan sxema va u atomlar qurilishining barcha voqeliklarini aks ettirmaydi. Masalan: atomni birlashtirgan har bir yangi juft tuzilma o'zi biriktirilgan davrning qolgan juft tuzilmalarini siqib chiqaradi.

Biz atomning geometrik markazi atrofida halqa shaklida davr qurish tamoyilini olamiz:

• davr strukturasi bir tekislikda qurilgan. Bunga galaktikaning barcha elementar zarralarining translatsiya harakatining umumiy vektori yordam beradi.
• bir xil davrdagi juft tuzilmalar atomning geometrik markazi atrofida teng masofada qurilgan.
• atrofida yangi davr qurilayotgan atom bu yangi davrga nisbatan o'zini bir butun sifatida tutadi to'liq tizim.

Shunday qilib, biz kimyoviy elementlarning atomlarini qurishda eng muhim qonuniyatga ega bo'lamiz:

JUFT TUZILMALARNING QAT’IY ANQLANGAN SONI MONTAJLILIGI: bir vaqtning o‘zida atomning umumiy yo‘q bo‘lish nuqtasining geometrik markazidan ma’lum masofada moddaning elementar zarrachalarining faqat ma’lum miqdordagi juft tuzilmalari joylashishi mumkin.

Ya'ni: davriy jadvalning ikkinchi, uchinchi davrlarida - har birida sakkizta element, to'rtinchi, beshinchi - o'n sakkiz, oltinchi, ettinchi - o'ttiz ikki. Atomning ortib borayotgan diametri har bir keyingi davrda juftlashgan tuzilmalar sonining ko'payishiga imkon beradi.

Ko'rinib turibdiki, bu qonuniyat D.I. tomonidan kashf etilgan kimyoviy elementlar atomlarini qurishda davriylik tamoyilini belgilaydi. Mendeleev.

Kimyoviy element atomi ichidagi har bir davr unga nisbatan yagona integral sistema sifatida harakat qiladi. Bu davrlar orasidagi masofalardagi sakrashlar bilan aniqlanadi: davr ichidagi juft tuzilmalar orasidagi masofadan ancha katta.

Vaqti tugallanmagan atom yuqoridagi qonuniyatga muvofiq kimyoviy faollikni namoyon qiladi. Chunki atomning tortishish va itarish kuchlari o'rtasida tortishish kuchlari foydasiga nomutanosiblik mavjud. Ammo oxirgi juftlik tuzilishi qo'shilishi bilan nomutanosiblik yo'qoladi, yangi davr shaklni oladi o'ng doira- yagona, yaxlit, yaxlit tizimga aylanadi. Va biz inert gaz atomini olamiz.

Atom tuzilishini qurishning eng muhim namunasi: atom tekislik kaskadiga egatuzilishi . Qandilga o'xshash narsa.

• bir xil davrdagi juft tuzilmalar atomning translatsiya harakati vektoriga perpendikulyar bir tekislikda joylashgan bo'lishi kerak.
• shu bilan birga, atomdagi davrlar kaskadlanishi kerak.

Bu nima uchun ikkinchi va uchinchi davrlarda (shuningdek, to'rtinchi - beshinchi, oltinchi - ettinchi) bir xil miqdordagi juftlashgan tuzilmalarni (quyidagi rasmga qarang) tushuntiradi. Atomning bunday tuzilishi elementar zarrachaning tortishish va itarilish kuchlarini taqsimlash natijasidir: jozibali kuchlar zarrachaning oldingi (harakat yo'nalishi bo'yicha) yarim sharida, itaruvchi kuchlar - orqa yarim sharda harakat qiladi..

Aks holda, ba'zi bir juft tuzilmalarning yo'q bo'lib ketish nuqtalari orqasidagi erkin energiya konsentratsiyasi boshqa juft tuzilmalarning yo'q qilish nuqtalarining tortishish zonasiga tushadi va atom muqarrar ravishda parchalanadi.

Quyida biz argon atomining sxematik hajmli tasvirini ko'ramiz

argon atomi modeli

Quyidagi rasmda biz atomning ikkita davri - ikkinchi va uchinchi davrning "bo'limi", "yon ko'rinishi" ni ko'rishimiz mumkin:

Juftlangan tuzilmalar teng miqdordagi juftlashgan tuzilmalar bo'lgan davrlarda (ikkinchi - uchinchi, to'rtinchi - beshinchi, oltinchi - ettinchi) atom markaziga nisbatan aynan shunday yo'naltirilgan bo'lishi kerak.

Elementar zarrachaning annigilyatsiya nuqtasi ortidagi kondensatsiyadagi energiya miqdori doimiy ravishda o'sib boradi. Bu formuladan aniq bo'ladi:

E 1 ~m(C+W)/2

E 2 ~m(C–W)/2

DE \u003d E 1 -E 2 \u003d m (C + V) / 2 - m (C - V) / 2

∆E~W×m

qayerda:

E 1 - harakatning oldingi yarim sharidan yo'q qilish nuqtasi tomonidan yig'ilgan (so'rilgan) erkin energiya miqdori.

E 2 - harakatning orqa yarim sharidan katlanmış (so'rilgan) yo'q qilish nuqtasining erkin energiyasi miqdori.

DE - elementar zarracha harakatining old va orqa yarim sharlaridan yig'ilgan (so'rilgan) bo'sh energiya miqdori o'rtasidagi farq.

W - elementar zarrachaning harakat tezligi.

Bu erda biz harakatlanuvchi zarrachaning yo'q bo'lib ketish nuqtasi orqasida energiya kondensatsiyasi massasining to'xtovsiz o'sishini ko'ramiz, chunki uning oldinga siljish tezligi ortib boradi.

Atomning tuzilishida bu har bir keyingi atomning tuzilishi orqasida energiya zichligi oshishi bilan namoyon bo'ladi. geometrik progressiya. Yo'q qilish nuqtalari o'zlarining tortishish kuchi bilan bir-birini "temir tutqich" bilan ushlab turadi. Shu bilan birga, o'sib borayotgan itaruvchi kuch atomning juft tuzilmalarini bir-biridan tobora ko'proq chalg'itadi. Shunday qilib, biz atomning tekis - kaskad konstruktsiyasini olamiz.

Shakli bo'yicha atom kosa shakliga o'xshash bo'lishi kerak, bu erda "pastki" geliy atomining tuzilishi. Va kosaning "qirralari" oxirgi davrdir. "Idishning burmalari" joylari: ikkinchi - uchinchi, to'rtinchi - beshinchi, oltinchi - ettinchi davrlar. Ushbu "burilishlar" shakllanish imkonini beradi turli davrlar teng miqdordagi juftlashgan tuzilmalar bilan

geliy atomi modeli

Aynan atomning tekis kaskad tuzilishi va undagi juft tuzilmalarning halqali joylashuvi Mendeleyev kimyoviy elementlar davriy tizimini qurish davriyligi va qatorini, bitta atom atomlarining o'xshash kimyoviy xossalarining namoyon bo'lish davriyligini belgilaydi. davriy jadvalning qatori.

Atomning tekislik - kaskad tuzilishi erkin energiya zichligi yuqori bo'lgan atomning yagona fazosi ko'rinishini beradi.

• Atomning barcha juft tuzilmalari atom markazi yo'nalishi bo'yicha (aniqrog'i: atomning geometrik o'qida joylashgan nuqta yo'nalishi bo'yicha, atom harakati yo'nalishi bo'yicha) yo'naltirilgan.
• Barcha individual yo'q qilish nuqtalari atom ichidagi davrlar halqalari bo'ylab joylashgan.
• Barcha individual erkin energiya klasterlari ularning yo'q qilish nuqtalari orqasida joylashgan.

Natija: chegaralari atomning chegaralari bo'lgan yagona yuqori zichlikdagi erkin energiya konsentratsiyasi. Bu chegaralar, biz tushunganimizdek, fanda Yukava kuchlari deb ataladigan kuchlarning harakat chegaralari.

Atomning tekislik-kaskad tuzilishi ma'lum bir tarzda tortishish va itarilish kuchlari zonalarini qayta taqsimlashni beradi. Juftlashgan tuzilmada biz tortishish va itarish kuchlari zonalarining qayta taqsimlanishini allaqachon kuzatamiz:

Juft strukturaning itaruvchi kuchlarining ta'sir zonasi uning tortishish kuchlarining ta'sir zonasi (yagona elementar zarrachalarga nisbatan) tufayli ortadi. Jozibador kuchlarning ta'sir zonasi mos ravishda kamayadi. (Jalblanish kuchining ta'sir zonasi kamayadi, lekin kuchning o'zi emas). Atomning tekis kaskadli tuzilishi bizga atomning itaruvchi kuchlarining ta'sir zonasini yanada ko'proq oshirish imkonini beradi.

• Har bir yangi davr bilan itaruvchi kuchlarning ta'sir zonasi to'liq to'p hosil qilishga intiladi.
• Jozibador kuchlarning ta'sir zonasi diametri doimiy ravishda kamayib borayotgan konus bo'ladi

Atomning yangi davrini qurishda yana bir qonuniyatni kuzatish mumkin: bir davrning barcha juft tuzilmalari, davrdagi juft tuzilmalar sonidan qat'i nazar, atomning geometrik markaziga nisbatan qat'iy nosimmetrik tarzda joylashgan..

Har bir yangi juftlik tuzilishi, qo'shilish, davrning barcha boshqa juft tuzilmalarining joylashishini o'zgartiradi, shunda ular orasidagi masofalar doimo bir-biriga teng bo'ladi. Bu masofalar keyingi juftlik tuzilishi qo'shilishi bilan kamayadi. Tugallanmagan tashqi davr kimyoviy elementning atomi uni kimyoviy faol qiladi.

Bir davr ichidagi juftlashgan zarrachalar orasidagi masofadan ancha katta bo'lgan davrlar orasidagi masofalar davrlarni bir-biridan nisbatan mustaqil qiladi.

Atomning har bir davri boshqa barcha davrlar va mustaqil butun tuzilish sifatida butun atom bilan bog'liq.

Bu atomning kimyoviy faolligi deyarli 100% faqat atomning oxirgi davri bilan aniqlanishini aniqlaydi. To'liq to'ldirilgan oxirgi davr bizga atomning itaruvchi kuchlarining maksimal to'ldirilgan zonasini beradi. Atomning kimyoviy faolligi deyarli nolga teng. Atom xuddi to'p kabi boshqa atomlarni o'zidan uzoqlashtiradi. Biz bu erda gazni ko'ramiz. Va nafaqat gaz, balki inert gaz.

Yangi davrning birinchi juftlik tuzilishining qo'shilishi bu pastoral rasmni o'zgartiradi. Qaytarilish va tortish kuchlarining ta'sir zonalarining taqsimlanishi tortishish kuchlari foydasiga o'zgaradi. Atom kimyoviy faol bo'ladi. Bu atom ishqoriy metall.

Har bir keyingi juft tuzilmaning qo'shilishi bilan atomning tortishish va itarish kuchlarini taqsimlash zonalari muvozanati o'zgaradi: itaruvchi kuchlar zonasi ortadi, tortishish kuchlari zonasi kamayadi. Va har bir keyingi atom bir oz kamroq metall va bir oz ko'proq metall bo'lmagan bo'ladi.

Atomlarning tekis kaskadli shakli, tortishish va itarilish kuchlarining ta'sir zonalarining qayta taqsimlanishi bizga quyidagilarni beradi: kimyoviy element atomi, hatto to'qnashuv kursida ham boshqa atom bilan uchrashadigan, albatta, zonaga tushadi. bu atomning itarish kuchlarining ta'siri. Va u o'zini yo'q qilmaydi va bu boshqa atomni yo'q qilmaydi.

Bularning barchasi bizni ajoyib natijaga olib keladi: kimyoviy elementlarning atomlari bir-biri bilan birikmalarga kirib, molekulalarning uch o'lchovli tuzilmalarini hosil qiladi. Atomlarning tekis - kaskad tuzilishidan farqli o'laroq. Molekula - atomlarning barqaror uch o'lchovli tuzilishi.

Atomlar va molekulalar ichidagi energiya oqimlarini ko'rib chiqing.

Avvalo shuni ta'kidlaymizki, elementar zarracha energiyani tsikllarda o'zlashtiradi. Ya'ni: tsiklning birinchi yarmida elementar zarracha energiyani eng yaqin fazodan oladi. Bu erda bo'shliq hosil bo'ladi - erkin energiyasiz bo'shliq.

Tsiklning ikkinchi yarmida: uzoqroq muhitdan energiya darhol paydo bo'lgan bo'shliqni to'ldirishni boshlaydi. Ya'ni, kosmosda yo'q qilish nuqtasiga yo'naltirilgan energiya oqimlari bo'ladi. Zarracha tarjima harakatining ijobiy impulsini oladi. LEKIN bog'langan energiya zarracha ichida uning zichligi qayta taqsimlana boshlaydi.

Bu erda bizni nima qiziqtiradi?

Annigilyatsiya sikli ikki fazaga bo'linganligi sababli: energiyani yutish fazasi va energiya harakati fazasi (bo'shliqni to'ldirish), keyin o'rtacha tezlik yo'q qilish nuqtasi hududida energiya oqimlari, taxminan, ikki marta kamayadi.

Va eng muhimi:

Atomlar, molekulalar, jismoniy jismlar qurilishida juda muhim qonuniyat namoyon bo'ladi: barcha moddiy tuzilmalarning barqarorligi, masalan: juftlashgan tuzilmalar - deyteriy atomlari, atomlar, atomlar, molekulalar, fizik jismlar atrofidagi alohida davrlar, ularni yo'q qilish jarayonlarining qat'iy tartibliligi bilan ta'minlanadi..

Buni ko'rib chiqing.

1. Juftlik strukturasi tomonidan ishlab chiqarilgan energiya oqimlari. Juft tuzilishda elementar zarralar energiyani sinxron ravishda yo'q qiladi. Aks holda, elementar zarralar bir-birining yo'q bo'lib ketish nuqtasi orqasidagi energiya konsentratsiyasini "eyishadi". Biz juftlik tuzilishining aniq to'lqin xususiyatlarini olamiz. Bundan tashqari, sizga eslatib o'tamizki, annigilyatsiya jarayonlarining tsiklik xususiyati tufayli bu erda energiya oqimlarining o'rtacha tezligi ikki baravar kamayadi.
2. Energiya atom ichida oqadi. Printsip bir xil: bir xil davrdagi barcha juftlashgan tuzilmalar energiyani sinxron ravishda - sinxron aylanishlarda yo'q qilishlari kerak. Xuddi shunday: atom ichidagi yo'q qilish jarayonlari davrlar o'rtasida sinxronlashtirilishi kerak. Har qanday asinxroniya atomning yo'q qilinishiga olib keladi. Bu erda sinxronlik biroz farq qilishi mumkin. Taxmin qilish mumkinki, atomdagi davrlar energiyani ketma-ket, birin-ketin, to'lqin shaklida yo'q qiladi.
3. Energiya molekula, jismoniy jism ichida oqadi. Molekula tuzilishidagi atomlar orasidagi masofalar atom ichidagi davrlar orasidagi masofadan bir necha marta katta. Bundan tashqari, molekula ommaviy tuzilishga ega. Har qanday jismoniy tana kabi, u ham uch o'lchamli tuzilishga ega. Annigilyatsiya jarayonlarining sinxronligi bu erda izchil bo'lishi kerakligi aniq. Chekkadan markazga yo'naltirilgan yoki aksincha: markazdan chetga - xohlaganingizcha hisoblang.

Sinxronlik printsipi bizga yana ikkita qonuniyat beradi:

• Atomlar, molekulalar, jismoniy jismlar ichidagi energiya oqimining tezligi koinot fazosida energiya harakatining tezlik konstantasidan ancha past. Ushbu naqsh bizga (7-moddada) elektr jarayonlarini tushunishga yordam beradi.
• Biz ko'rib turgan struktura qanchalik katta bo'lsa (ketma-ket: elementar zarracha, atom, molekula, jismoniy tana), uning to'lqin xarakteristikasidagi to'lqin uzunligi shunchalik katta bo'ladi. Bu jismoniy jismlarga ham tegishli: jismoniy tananing massasi qanchalik katta bo'lsa, uning to'lqin uzunligi shunchalik katta bo'ladi.

• Tarjima

Har bir atomning markazida yadro, proton va neytron deb ataladigan zarrachalarning kichik to'plami joylashgan. Ushbu maqolada biz undan ham kichikroq zarrachalar - kvarklar, glyuonlar va antikvarklardan tashkil topgan proton va neytronlarning tabiatini o'rganamiz. (Glyuonlar, xuddi fotonlar kabi, o'zlarining antizarralaridir.) Kvarklar va glyuonlar, biz bilganimizdek, haqiqatan ham elementar bo'lishi mumkin (bo'linmas va kichikroq narsadan iborat emas). Ammo keyinroq ularga.

Ajablanarlisi shundaki, protonlar va neytronlar deyarli bir xil massaga ega - foizgacha:

• proton uchun 0,93827 GeV/c 2,
• Neytron uchun 0,93957 GeV/c 2.

Bu ularning tabiatining kalitidir - ular aslida juda o'xshash. Ha, ular orasida bitta aniq farq bor: protonning ijobiy tomoni bor elektr zaryadi, neytron hech qanday zaryadga ega bo'lmasa (u neytral, shuning uchun uning nomi). Shunga ko'ra, elektr kuchlari birinchisiga ta'sir qiladi, lekin ikkinchisiga emas. Bir qarashda, bu farq juda muhim ko'rinadi! Lekin aslida unday emas. Boshqa barcha ma'nolarda proton va neytron deyarli egizakdir. Ular nafaqat massalari, balki ichki tuzilishi ham bir xil.

Ular juda o'xshash bo'lgani uchun va bu zarralar yadrolarni tashkil qilgani uchun proton va neytronlar ko'pincha nuklonlar deb ataladi.

Protonlar taxminan 1920 yilda aniqlangan va tavsiflangan (garchi ular ilgari kashf etilgan bo'lsa ham; vodorod atomining yadrosi faqat bitta protondan iborat) va neytronlar taxminan 1933 yilda topilgan. Protonlar va neytronlarning bir-biriga juda o'xshashligi deyarli darhol tushunildi. Ammo ularning yadro o'lchamiga (radiusdagi atomdan taxminan 100 000 marta kichik) o'lchanadigan o'lchamga ega ekanligi 1954 yilgacha ma'lum emas edi. Ularning kvarklar, antikvarklar va glyuonlardan tashkil topganligi 1960-yillarning oʻrtalaridan 1970-yillarning oʻrtalarigacha asta-sekin tushunilgan. 70-yillarning oxiri va 80-yillarning boshlariga kelib, protonlar, neytronlar va ular nimadan iboratligi haqidagi tushunchamiz asosan oʻrnashdi va shu vaqtdan beri oʻzgarmadi.

Nuklonlarni ta'riflash atomlar yoki yadrolarga qaraganda ancha qiyin. Buni aytmaslik kerak, lekin hech bo'lmaganda ikkilanmasdan aytish mumkinki, geliy atomi kichik geliy yadrosi atrofida aylanadigan ikkita elektrondan iborat; geliy yadrosi esa ikkita neytron va ikkita protondan iborat juda oddiy guruhdir. Ammo nuklonlar bilan hamma narsa unchalik oddiy emas. Men allaqachon "" maqolasida yozgan edim: atom nafis minuetga o'xshaydi, nuklon esa yovvoyi partiyaga o'xshaydi.

Proton va neytronning murakkabligi haqiqatga o'xshaydi va to'liq bo'lmagan jismoniy bilimlardan kelib chiqmaydi. Bizda kvarklar, antikvarklar va glyuonlar hamda ular orasidagi kuchli yadro kuchlarini tasvirlash uchun ishlatiladigan tenglamalar mavjud. Ushbu tenglamalar "kvant xromodinamikasi" dan QCD deb ataladi. Tenglamalarning to'g'riligini tekshirish mumkin turli yo'llar bilan, jumladan, Katta adron kollayderida paydo bo'ladigan zarralar sonini o'lchash. QCD tenglamalarini kompyuterga almashtirib, protonlar va neytronlar va boshqa shunga o'xshash zarrachalarning (birgalikda "adronlar" deb ataladi) xossalari bo'yicha hisob-kitoblarni amalga oshirib, biz ushbu zarrachalarning xususiyatlarining bashoratlarini olamiz, ular kuzatuvlarga juda mos keladi. haqiqiy dunyo. Shunday ekan, QCD tenglamalari yolg‘on gapirmaydi va proton va neytron haqidagi bilimlarimiz to‘g‘ri tenglamalarga asoslanadi, deb ishonish uchun asosimiz bor. Ammo to'g'ri tenglamalarga ega bo'lishning o'zi etarli emas, chunki:

• Da oddiy tenglamalar juda bo'lishi mumkin murakkab qarorlar,
• Ba'zan murakkab echimlarni oddiy tarzda tasvirlash mumkin emas.

Aytishimiz mumkinki, nuklonlar aynan shunday: ular nisbatan oddiy QCD tenglamalarining murakkab yechimlari bo‘lib, ularni bir-ikki so‘z yoki rasm bilan tasvirlab bo‘lmaydi.

Nuklonlarning o'ziga xos murakkabligi tufayli siz, o'quvchi, tanlov qilishingiz kerak bo'ladi: tasvirlangan murakkablik haqida qanchalik bilishni xohlaysiz? Qanchalik uzoqqa borsangiz ham, sizni qoniqtirmaslik ehtimoli bor: qancha ko'p o'rgansangiz, mavzu shunchalik tushunarli bo'ladi, ammo yakuniy javob o'zgarmaydi - proton va neytron juda murakkab. Men sizga uchta tushunish darajasini taklif qila olaman, bunda batafsil ma'lumotlar ko'payadi; har qanday darajadan keyin to'xtab, boshqa mavzularga o'tishingiz yoki oxirgi darajaga sho'ng'ishingiz mumkin. Har bir daraja men keyingi bosqichda qisman javob bera oladigan savollarni tug'diradi, ammo yangi javoblar yangi savollarni tug'diradi. Xulosa qilib aytganda - men hamkasblarim va ilg'or talabalar bilan professional munozaralarda bo'lgani kabi - men sizga faqat haqiqiy tajribalar, turli ta'sirli nazariy dalillar va kompyuter simulyatsiyalaridan olingan ma'lumotlarga murojaat qilishim mumkin.

Tushunishning birinchi darajasi

Proton va neytronlar nimadan iborat?

Guruch. 1: Faqat ikkita yuqori kvark va bitta pastga kvarkdan iborat protonlar va faqat ikkita pastga kvark va bitta yuqori kvarkdan tashkil topgan neytronlarning haddan tashqari soddalashtirilgan versiyasi.

Vaziyatni soddalashtirish uchun ko'plab kitoblar, maqolalar va veb-saytlarda protonlar uchta kvarkdan (ikkitasi yuqoriga va bitta pastga) tashkil topganligi va figuraga o'xshash narsalarni chizishi aytilgan. 1. Neytron bir xil, faqat bitta yuqoriga va ikkita pastga kvarkdan iborat. Ushbu oddiy tasvir ba'zi olimlarning, asosan, 1960-yillarda nimaga ishonishini ko'rsatadi. Ammo tez orada ma'lum bo'ldiki, bu nuqtai nazar endi to'g'ri bo'lmagan darajada soddalashtirilgan.

Murakkab ma'lumot manbalaridan siz protonlar glyuonlar tomonidan ushlab turilgan uchta kvarkdan (ikkitasi yuqoriga va bitta pastga) iborat ekanligini bilib olasiz - va rasmga o'xshash rasm paydo bo'lishi mumkin. 2, bu erda glyuonlar kvarklarni ushlab turadigan buloqlar yoki iplar sifatida tortiladi. Neytronlar bir xil, faqat bitta yuqori kvark va ikkita pastga kvark.

Guruch. 2: takomillashtirish rasm. 1 protonda kvarklarni ushlab turadigan kuchli yadro kuchining muhim roliga urg'u berilganligi sababli.

Nuklonlarni ta'riflash unchalik yomon emas, chunki u glyuonlar hisobiga protonda kvarklarni ushlab turadigan kuchli yadro kuchining muhim rolini ta'kidlaydi (xuddi foton, yorug'likni tashkil etuvchi zarracha, elektromagnit kuch bilan bog'liq). Ammo bu ham chalkash, chunki u glyuonlar nima ekanligini va ular nima qilishini tushuntirmaydi.

Oldinga borish va narsalarni men qilgan tarzda tasvirlash uchun sabablar bor: proton uchta kvarkdan (ikkitasi yuqoriga va bitta pastga), bir guruh glyuonlardan va tog'li kvark-antikvark juftliklaridan (asosan yuqoriga va pastga kvarklardan) iborat. , lekin bir nechta g'alati narsalar ham bor). Ularning barchasi juda yuqori tezlikda (yorug'lik tezligiga yaqinlashib) oldinga va orqaga uchadi; bu butun to'plam kuchli yadro kuchi tomonidan birlashtiriladi. Men buni rasmda ko'rsatdim. 3. Neytronlar yana bir xil, lekin bitta yuqoriga va ikkita pastga kvarkga ega; egalik huquqini o'zgartirgan kvark o'q bilan ko'rsatilgan.

Guruch. 3: protonlar va neytronlarning haqiqiy tasviri, hali ham ideal emas

Bu kvarklar, antikvarklar va glyuonlar nafaqat oldinga va orqaga siljiydi, balki zarrachalarning yo'q bo'lib ketishi (bunda kvark va bir xil antikvark ikkita glyuonga yoki vitse-ga aylanadi) kabi jarayonlar orqali bir-biri bilan to'qnashadi va bir-biriga aylanadi. aksincha) yoki glyuonning yutilishi va emissiyasi (bunda kvark va glyuon to'qnashib, kvark va ikkita glyuon hosil qilishi mumkin yoki aksincha).

Bular nima qiladi uchta tavsif umumiy:

• Proton uchun ikkita yuqori kvark va pastga kvark (plyus boshqa narsa).
• Neytron uchun bitta yuqoriga kvark va ikkita pastga kvark (plyus boshqa narsa).
• Neytronlar uchun "boshqa narsa" protonlar uchun "boshqa narsa" bilan bir xil. Ya'ni, nuklonlarda xuddi shunday "boshqa narsa" mavjud.
• Proton va neytron o'rtasidagi kichik massa farqi pastga kvark va yuqori kvark massalaridagi farq tufayli paydo bo'ladi.

Va shundan beri:

• yuqori kvarklar uchun elektr zaryadi 2/3 e (bu erda e - protonning zaryadi, -e elektronning zaryadi),
• Down kvarklar -1/3e zaryadga ega,
• glyuonlar 0 zaryadga ega,
• har qanday kvark va unga mos keladigan antikvarkning umumiy zaryadi 0 ga teng (masalan, pastga qarshi kvark +1/3e zaryadga ega, shuning uchun pastga kvark va pastga antikvark -1/3 e +1/ zaryadga ega bo'ladi. 3 e = 0),

Har bir raqam protonning elektr zaryadini ikkita yuqoriga va bitta pastga kvarkga belgilaydi va "boshqa narsa" zaryadga 0 qo'shadi. Xuddi shunday, neytron bir yuqoriga va ikkita pastga kvark tufayli nol zaryadga ega:

• protonning umumiy elektr zaryadi 2/3 e + 2/3 e – 1/3 e = e,
• neytronning umumiy elektr zaryadi 2/3 e – 1/3 e – 1/3 e = 0 ga teng.

Bu tavsiflar quyidagicha farqlanadi:

• nuklon ichida qancha "boshqa narsa" bor,
• u erda nima qilyapti
• nuklonning massa va massa energiyasi (E = mc 2, zarracha tinch bo'lganda ham u erda mavjud bo'lgan energiya) qaerdan keladi.

Atom massasining katta qismi va shuning uchun barcha oddiy moddalar proton va neytronlarda bo'lganligi sababli, oxirgi nuqta juda muhimdir. to'g'ri tushunish bizning tabiatimiz.

Guruch. 1-rasmda aytilishicha, kvarklar aslida nuklonning uchdan bir qismini ifodalaydi - xuddi proton yoki neytron kabi geliy yadrosining to'rtdan bir qismini yoki uglerod yadrosining 1/12 qismini tashkil qiladi. Agar bu rasm toʻgʻri boʻlsa, nuklondagi kvarklar nisbatan sekin (yorugʻlik tezligidan ancha sekin tezlikda) harakatlanib, ular oʻrtasida nisbatan kuchsiz kuchlar taʼsir qilar edi (garchi ularni joyida ushlab turgan kuchli kuch boʻlsa ham). Kvarkning massasi, yuqoriga va pastga, keyin 0,3 GeV/c 2, ya'ni proton massasining uchdan bir qismiga teng bo'ladi. Ammo bu oddiy tasvir va u qo'ygan g'oyalar shunchaki noto'g'ri.

Guruch. 3. proton haqida butunlay boshqacha tasavvur beradi, chunki u orqali yorug'lik tezligiga yaqin tezlikda zarrachalar qozoni o'tadi. Bu zarralar bir-biri bilan to'qnashadi va bu to'qnashuvlarda ularning ba'zilari yo'q bo'lib ketadi, boshqalari esa ularning o'rnida hosil bo'ladi. Glyuonlarning massasi yo'q, yuqori kvarklarning massalari taxminan 0,004 GeV/c 2, pastki kvarklarning massalari esa taxminan 0,008 GeV/c 2 - protondan yuzlab marta kam. Protonning massa energiyasi qayerdan kelib chiqadi, savol juda murakkab: uning bir qismi kvarklar va antikvarklar massasi energiyasidan, bir qismi kvarklar, antikvarklar va glyuonlarning harakat energiyasidan, bir qismi (ehtimol ijobiy bo'lishi mumkin). , ehtimol salbiy) kuchli yadroviy o'zaro ta'sirda saqlanadigan energiyadan, kvarklarni, antikvarklarni va glyuonlarni birga ushlab turadi.

Qaysidir ma'noda, rasm. 2-rasm o'rtasidagi farqni bartaraf etishga harakat qiladi. 1 va rasm. 3. Guruchni soddalashtiradi. 3, ko'plab kvark-antikvark juftlarini olib tashlash, ularni, qoida tariqasida, vaqtinchalik deb atash mumkin, chunki ular doimo paydo bo'ladi va yo'qoladi va kerak emas. Ammo bu nuklonlardagi glyuonlar protonlarni ushlab turuvchi kuchli yadro kuchining bevosita qismi ekanligi haqidagi taassurot qoldiradi. Va u protonning massasi qayerdan kelganini tushuntirmaydi.

Anjirda. 1 proton va neytronning tor ramkalaridan tashqari yana bir kamchilikka ega. U boshqa hadronlarning, masalan, pion va rho-mezonning ayrim xususiyatlarini tushuntirmaydi. Xuddi shu muammolar rasmda mavjud. 2.

Ushbu cheklovlar men o'quvchilarimga va veb-saytimda anjirdan rasmni berishimga olib keldi. 3. Lekin men sizni ogohlantirmoqchimanki, u ham ko'p cheklovlarga ega, men ularni keyinroq ko'rib chiqaman.

Shuni ta'kidlash kerakki, strukturaning o'ta murakkabligi shaklda ko'rsatilgan. 3 - kuchli yadro kuchi kabi kuchli kuch bilan birga ushlab turilgan ob'ektdan kutish kerak. Va yana bir narsa: kvark-antikvark juftlari guruhiga kirmaydigan uchta kvark (proton uchun ikkita yuqoriga va bitta pastga) ko'pincha "valentlik kvarklari" deb ataladi va kvark-antikvarklar juftligi "dengiz dengizi" deb ataladi. kvark juftlari." Bunday til ko'p hollarda texnik jihatdan qulaydir. Ammo bu noto'g'ri taassurot uyg'otadi, agar siz protonning ichiga qarasangiz va ma'lum bir kvarkni ko'rib chiqsangiz, u dengizning bir qismi yoki valentligini darhol aniqlashingiz mumkin. Buni amalga oshirish mumkin emas, oddiygina bunday yo'l yo'q.

Proton massasi va neytron massasi

Proton va neytronning massalari juda o'xshash bo'lgani uchun va proton va neytron faqat yuqori kvarkni pastga kvark bilan almashtirishda farq qilganligi sababli, ularning massalari bir xil tarzda ta'minlangan, bir xil manbadan kelganga o'xshaydi. , va ularning farqi yuqoriga va pastga kvarklar o'rtasidagi ozgina farqda yotadi. Ammo yuqoridagi uchta raqam proton massasining kelib chiqishi bo'yicha uchta turli xil qarashlar mavjudligini ko'rsatadi.

Guruch. 1-rasmda aytilishicha, yuqoriga va pastga kvarklar oddiygina proton va neytron massasining 1/3 qismini tashkil qiladi: taxminan 0,313 GeV/c 2 yoki kvarklarni protonda ushlab turish uchun zarur bo'lgan energiya tufayli. Proton va neytron massalari orasidagi farq foizning bir qismini tashkil qilganligi sababli, yuqoriga va pastga kvark massalari orasidagi farq ham foizning bir qismi bo'lishi kerak.

Guruch. 2 kamroq aniq. Glyuonlar tufayli proton massasining qancha qismi mavjud? Ammo, printsipial jihatdan, rasmdan ko'rinib turibdiki, proton massasining katta qismi hali ham rasmda bo'lgani kabi kvarklarning massasidan kelib chiqadi. bitta.

Guruch. 3 protonning massasi aslida qanday paydo bo'lishiga nisbatan nozikroq yondashuvni aks ettiradi (chunki biz to'g'ridan-to'g'ri proton kompyuter hisob-kitoblari orqali tekshirishimiz mumkin, lekin bevosita boshqa usullardan foydalanmasdan. matematik usullar). Bu rasmda keltirilgan g'oyalardan juda farq qiladi. 1 va 2, va bu unchalik oddiy emas ekan.

Bu qanday ishlashini tushunish uchun protonning m massasi nuqtai nazaridan emas, balki uning massa energiyasi E = mc 2, massa bilan bog'liq energiya nuqtai nazaridan o'ylash kerak. Kontseptual jihatdan to'g'ri savol bu "proton massasi m qaerdan kelgan" bo'lmaydi, shundan so'ng siz m ni c 2 ga ko'paytirish orqali E ni hisoblashingiz mumkin, lekin aksincha: "proton massasi E ning energiyasi qaerdan keladi", shundan so'ng siz E ni c 2 ga bo'lish orqali m massasini hisoblang.

Proton massasi energiyasiga hissalarni uch guruhga bo'lish foydalidir:

A) Undagi kvarklar va antikvarklarning massa energiyasi (dam olish energiyasi) (glyuonlar, massasiz zarralar, hech qanday hissa qo'shmaydi).
B) Kvarklar, antikvarklar va glyuonlarning harakat energiyasi (kinetik energiyasi).
C) Protonni ushlab turgan kuchli yadroviy o'zaro ta'sirda (aniqrog'i, glyuon maydonlarida) saqlanadigan o'zaro ta'sir energiyasi (bog'lanish energiyasi yoki potensial energiya).

Guruch. 3 proton ichidagi zarrachalar katta tezlikda harakatlanishini va u massasiz glyuonlarga to'la ekanligini, shuning uchun B) ning hissasi A) dan katta ekanligini aytadi. Odatda, aksariyat jismoniy tizimlarda B) va C) solishtirish mumkin, C) esa ko'pincha salbiy. Shunday qilib, proton (va neytron) ning massa energiyasi asosan B) va C kombinatsiyasidan kelib chiqadi, A) kichik bir qismga hissa qo'shadi. Shuning uchun proton va neytronning massalari, asosan, ulardagi zarrachalarning massalari tufayli emas, balki bu zarralarning harakat energiyalari va ularning o'zaro ta'sir qilish energiyasini ushlab turadigan kuchlarni hosil qiluvchi glyuon maydonlari bilan bog'liqligi sababli paydo bo'ladi. proton. Bizga tanish bo'lgan ko'pgina boshqa tizimlarda energiya muvozanati boshqacha taqsimlanadi. Masalan, atomlarda va ichida quyosh sistemasi A ustunlik qiladi), B) va C) esa ancha kichikroq va o'lchamlari bilan solishtirish mumkin.

Xulosa qilib shuni ta'kidlaymizki:

• Guruch. 1 protonning massa energiyasi A) hissasidan kelib chiqqanligini ko'rsatadi.
• Guruch. 2 A) va C) ikkala hissa muhim ekanligini va B) kichik hissa qo'shishini ko'rsatadi.
• Guruch. 3 B) va C) muhim ekanligini, A) hissasi esa ahamiyatsiz ekanligini ko'rsatadi.

Biz guruchning to'g'ri ekanligini bilamiz. 3. Uni tekshirish uchun biz amalga oshirishimiz mumkin kompyuter simulyatsiyalari, va bundan ham muhimi, turli ishonchli nazariy dalillar tufayli biz bilamizki, agar yuqoriga va pastga kvarklarning massalari nolga teng bo'lsa (va hamma narsa avvalgidek qolsa), protonning massasi deyarli o'zgarmas edi. Shunday qilib, aftidan, kvarklarning massalari proton massasiga muhim hissa qo'sha olmaydi.

Agar rasm. 3 yolg'on emas, kvark va antikvarkning massalari juda kichik. Ular aslida qanday? Yuqori kvarkning (shuningdek, antikvarkning) massasi 0,005 GeV/c 2 dan oshmaydi, bu 0,313 GeV/c 2 dan ancha past, bu rasmdan kelib chiqadi. 1. (Yuqori kvarkning massasini o'lchash qiyin va nozik ta'sirlar tufayli o'zgarib turadi, shuning uchun u 0,005 GeV/c2 dan ancha kam bo'lishi mumkin). Pastki kvarkning massasi yuqoridagining massasidan taxminan 0,004 GeV/c 2 ga katta. Bu shuni anglatadiki, har qanday kvark yoki antikvarkning massasi proton massasining bir foizidan oshmaydi.

E'tibor bering, bu (1-rasmga zid ravishda) pastga kvark massasining yuqoridagi kvarkga nisbati birlikka yaqinlashmasligini anglatadi! Pastki kvarkning massasi yuqori kvarknikidan kamida ikki baravar ko'p. Neytron va proton massalarining bir-biriga o'xshashligining sababi yuqoriga va pastga kvarklarning massalari o'xshashligida emas, balki yuqoriga va pastga kvarklarning massalari juda kichik - va ular orasidagi farq kichik, proton va neytron massalariga nisbatan. Eslatib o'tamiz, protonni neytronga aylantirish uchun uning yuqoridagi kvarklaridan birini pastga kvark bilan almashtirish kifoya (3-rasm). Bu o'zgarish neytronni protondan bir oz og'irroq qilish va uning zaryadini +e dan 0 ga o'zgartirish uchun etarli.

Darvoqe, proton ichidagi turli zarrachalarning bir-biri bilan to‘qnashib turishi, doimo paydo bo‘lishi va yo‘qolib turishi biz muhokama qilayotgan narsalarga ta’sir qilmaydi – har qanday to‘qnashuvda energiya saqlanib qoladi. Kvarklar va glyuonlarning massa energiyasi va harakat energiyasi, shuningdek, ularning o'zaro ta'sir qilish energiyasi o'zgarishi mumkin, lekin protonning umumiy energiyasi o'zgarmaydi, garchi uning ichidagi hamma narsa doimo o'zgarib turadi. Shunday qilib, protonning massasi, uning ichki girdobiga qaramay, doimiy bo'lib qoladi.

Shu nuqtada siz to'xtab, olingan ma'lumotni o'zlashtirishingiz mumkin. Ajoyib! Oddiy moddalar tarkibidagi deyarli barcha massa atomlardagi nuklonlar massasidan kelib chiqadi. Va bu massaning katta qismi proton va neytronga xos bo'lgan tartibsizlikdan - nuklonlardagi kvarklar, glyuonlar va antikvarklar harakati energiyasidan va nuklonni butun holatida ushlab turadigan kuchli yadroviy o'zaro ta'sirlar ishining energiyasidan kelib chiqadi. Ha: bizning sayyoramiz, tanamiz, nafasimiz shunday sokin va yaqin-yaqingacha tasavvur qilib bo'lmaydigan pandemoniumning natijasidir.

Yuqorida aytib o'tilganidek, atom uch turdagi elementar zarralardan iborat: protonlar, neytronlar va elektronlar. Atom yadrosi proton va neytronlardan tashkil topgan atomning markaziy qismidir. Protonlar va neytronlar mavjud umumiy ism nuklon, yadroda ular bir-biriga aylanishi mumkin. Eng oddiy atom - vodorod atomining yadrosi bitta elementar zarracha - protondan iborat.

Atom yadrosining diametri taxminan 10-13 - 10-12 sm va atom diametrining 0,0001 ga teng. Biroq, atomning deyarli butun massasi (99,95-99,98%) yadroda to'plangan. Agar 1 sm3 sof yadro moddasini olish mumkin bo‘lganida, uning massasi 100-200 mln. Atom yadrosining massasi atomni tashkil etuvchi barcha elektronlarning massasidan bir necha ming marta katta.

Proton- elementar zarracha, vodorod atomining yadrosi. Protonning massasi 1,6721 x 10-27 kg, u elektron massasidan 1836 marta katta. Elektr zaryadi musbat va 1,66 x 10-19 S ga teng. Kulon - o'tadigan elektr miqdoriga teng elektr zaryadining birligi ko'ndalang bo'lim 1A (amper) doimiy oqim kuchida 1s vaqt davomida o'tkazgich.

Har qanday elementning har bir atomi yadroda mavjud ma'lum raqam protonlar. Bu raqam uchun doimiy berilgan element va uning jismoniy va belgilaydi Kimyoviy xossalari. Ya'ni, protonlar soni biz qaysi kimyoviy element bilan shug'ullanayotganimizga bog'liq. Masalan, yadrodagi bitta proton vodorod bo'lsa, 26 proton temir bo'lsa. Atom yadrosidagi protonlar soni yadro zaryadini (zaryad raqami Z) va elementlarning davriy tizimidagi elementning seriya raqamini D.I. Mendeleyev (elementning atom raqami).

Neytron- massasi 1,6749 x 10-27 kg, elektron massasidan 1839 marta katta bo'lgan elektr neytral zarracha. Erkin holatdagi neyron beqaror zarracha bo'lib, u mustaqil ravishda elektron va antineytrino chiqarish bilan protonga aylanadi. Neytronlarning yarim yemirilish davri (neytronlarning dastlabki sonining yarmi parchalanadigan vaqt) taxminan 12 minut. Biroq, ichida bog'langan holat ichki barqaror atom yadrolari u barqaror. Umumiy soni yadrodagi nuklonlar (proton va neytronlar) massa soni (atom massasi - A) deb ataladi. Yadroni tashkil etuvchi neytronlar soni massa va zaryad sonlari orasidagi farqga teng: N = A - Z.

Elektron- elementar zarracha, eng kichik massa tashuvchisi - 0,91095x10-27g va eng kichik elektr zaryadi - 1,6021x10-19 S. Bu manfiy zaryadlangan zarracha. Atomdagi elektronlar soni yadrodagi protonlar soniga teng, ya'ni. atom elektr neytraldir.

Pozitron- musbat elektr zaryadli elementar zarra, elektronga nisbatan antizarra. Elektron va pozitronning massasi teng, elektr zaryadlari esa mutlaq qiymatida teng, lekin ishorasi qarama-qarshidir.

Yadrolarning har xil turlari nuklidlar deyiladi. Nuklid - proton va neytronlarning berilgan soniga ega atomlarning bir turi. Tabiatda bir xil elementning atom massalari (massa raqamlari) har xil bo'lgan atomlari mavjud:
, Cl va boshqalar. Bu atomlarning yadrolari tarkibida bir xil raqam protonlar, lekin boshqa raqam neytronlar. Yadro zaryadi bir xil, ammo har xil bo'lgan bir xil element atomlarining navlari massa raqami, deyiladi izotoplar . Bir xil miqdordagi protonlarga ega, lekin neytronlar sonida farq qiluvchi izotoplar elektron qobiqlarning bir xil tuzilishiga ega, ya'ni. kimyoviy xossalari juda o'xshash va kimyoviy elementlarning davriy jadvalida bir xil o'rinni egallaydi.

Ular yuqori chap tomonda joylashgan A indeksi bilan mos keladigan kimyoviy element belgisi bilan belgilanadi - massa soni, ba'zan protonlar soni (Z) pastki chapda ham berilgan. Masalan, fosforning radioaktiv izotoplari mos ravishda 32P, 33P yoki P va P bilan belgilanadi. Izotopni elementning belgisini ko'rsatmasdan belgilashda massa raqami elementning belgilanishidan keyin beriladi, masalan, fosfor - 32, fosfor - 33.

Ko'pgina kimyoviy elementlarning bir nechta izotoplari mavjud. Vodorod izotopi 1H-protiydan tashqari ogʻir vodorod 2H-deyteriy va oʻta ogʻir vodorod 3H-tritiy ham maʼlum. Uranning 11 ta izotopi bor, tabiiy birikmalar ularning uchtasi bor (uran 238, uran 235, uran 233). Ularda mos ravishda 92 proton va 146,143 va 141 neytron mavjud.

Hozirgi vaqtda 108 ta kimyoviy elementning 1900 dan ortiq izotoplari ma'lum. Ulardan tabiiy izotoplar barcha barqaror (ularning taxminan 280 tasi bor) va radioaktiv oilalarga kiruvchi tabiiy izotoplarni (ulardan 46 tasi) o'z ichiga oladi. Qolganlari sun'iy, ular turli yadroviy reaktsiyalar natijasida sun'iy ravishda olinadi.

"Izotoplar" atamasi faqat qachon ishlatilishi kerak gaplashamiz bir xil elementning atomlari haqida, masalan, uglerod 12C va 14C. Agar turli xil kimyoviy elementlarning atomlari nazarda tutilgan bo'lsa, "nuklidlar" atamasini qo'llash tavsiya etiladi, masalan, radionuklidlar 90Sr, 131J, 137Cs.

Birinchi bob. Barqaror Yadrolarning XUSUSIYATLARI

Yadro yadro kuchlari bilan bog'langan proton va neytronlardan tashkil topganligi yuqorida aytib o'tilgan. Agar yadro massasini atom massa birliklarida o'lchaydigan bo'lsak, u holda u proton massasining massa soni deb ataladigan butun songa ko'paytirilgan massasiga yaqin bo'lishi kerak. Agar yadro zaryadi va massa soni bo'lsa, bu yadro tarkibiga proton va neytronlarni o'z ichiga oladi. (Yadrodagi neytronlar soni odatda bilan belgilanadi

Yadroning bu xossalari keyinchalik shaklda qo'llaniladigan ramziy belgilarda aks ettirilgan

bu erda X - atomi yadrosi bo'lgan elementning nomi (masalan, yadrolar: geliy - , kislorod - , temir - uran

Barqaror yadrolarning asosiy xarakteristikalari quyidagilardan iborat: zaryad, massa, radius, mexanik va magnit momentlar, qo'zg'atilgan holatlar spektri, paritet va to'rt kutupli moment. Radioaktiv (barqaror) yadrolar qo'shimcha ravishda ularning ishlash muddati, radioaktiv o'zgarishlarning turi, chiqarilgan zarrachalarning energiyasi va boshqa bir qator maxsus xususiyatlar bilan tavsiflanadi, ular quyida muhokama qilinadi.

Avvalo, yadroni tashkil etuvchi elementar zarralar: proton va neytronning xossalarini ko'rib chiqamiz.

§ 1. PROTON VA NEYTRONNING ASOSIY XUSUSIYATLARI

Og'irligi. Elektron massasining birliklarida: protonning massasi neytronning massasi.

Atom massa birliklarida: proton massasi neytron massasi

Energiya birliklarida protonning qolgan massasi neytronning qolgan massasi hisoblanadi

Elektr zaryadi. q - zarrachaning o'zaro ta'sirini tavsiflovchi parametr elektr maydoni, bu yerda elektron zaryad birliklarida ifodalanadi

Barcha elementar zarralar 0 yoki proton zaryadiga teng elektr miqdorini olib yuradi Neytronning zaryadi nolga teng.

Spin. Proton va neytronning spinlari teng.Ikkala zarrachalar ham fermionlar boʻlib, Fermi-Dirak statistikasiga, demak Pauli prinsipiga boʻysunadi.

magnit moment. Agar elektronning massasi, protonning massasi o'rniga elektronning magnit momentini aniqlaydigan (10) formulaga almashtirsak, biz hosil bo'lamiz.

Miqdor yadro magnitoni deb ataladi. Elektronga o'xshatish orqali protonning spin magnit momenti teng deb taxmin qilish mumkin.Ammo tajriba shuni ko'rsatdiki, protonning ichki magnit momenti yadro magnetonidan kattaroq: zamonaviy ma'lumotlarga ko'ra.

Bundan tashqari, zaryadsiz zarracha - neytron ham magnit momentga ega bo'lib, u noldan farq qiladi va unga tengdir.

Neytronda magnit momentning mavjudligi va boshqalar katta ahamiyatga ega protonning magnit momenti bu zarrachalarning nuqta tabiati haqidagi taxminlarga zid keladi. Olingan bir qator eksperimental ma'lumotlar o'tgan yillar, proton ham, neytron ham murakkab bir jinsli bo'lmagan tuzilishga ega ekanligini ko'rsatadi. Shu bilan birga, musbat zaryad neytronning markazida joylashgan bo'lib, periferiyada zarracha hajmida taqsimlangan kattaligi bo'yicha unga teng bo'lgan manfiy zaryad mavjud. Ammo magnit moment nafaqat oqayotgan oqimning kattaligi, balki u bilan qoplangan maydon bilan ham aniqlanganligi sababli, ular tomonidan yaratilgan magnit momentlar teng bo'lmaydi. Shunday qilib, neytron magnit momentga ega bo'lib, odatda neytral bo'lishi mumkin.

Nuklonlarning o'zaro transformatsiyasi. Neytronning massasi protonning massasidan 0,14% yoki 2,5 elektron massasiga kattaroqdir,

Erkin holatda neytron proton, elektron va antineytrinoga parchalanadi: uning o'rtacha umri 17 daqiqaga yaqin.

Proton barqaror zarrachadir. Biroq, yadro ichida u neytronga aylanishi mumkin; reaksiya esa sxema bo'yicha davom etadi

Chap va o'ng tomonda turgan zarrachalar massalaridagi farq yadroning boshqa nuklonlari tomonidan protonga beriladigan energiya bilan qoplanadi.

Proton va neytron bir xil spinga ega, deyarli bir xil massaga ega va bir-biriga aylanishi mumkin. Bu zarrachalar o'rtasida juft bo'lib ta'sir qiluvchi yadro kuchlari ham bir xil ekanligi keyinroq ko'rsatiladi. Shuning uchun ular chaqiriladi umumiy mazhab- nuklon va ular nuklon ikki holatda bo'lishi mumkinligini aytadilar: proton va neytron, ular elektromagnit maydonga nisbatan bir-biridan farq qiladi.

Neytronlar va protonlar elektr bo'lmagan tabiatga ega bo'lgan yadro kuchlari mavjudligi sababli o'zaro ta'sir qiladi. Yadro kuchlari o'zlarining kelib chiqishi mezon almashinuviga bog'liq. Agar biz proton va past energiyali neytronning o'zaro ta'sirining potentsial energiyasining ular orasidagi masofaga bog'liqligini tasvirlasak, u holda taxminan rasmda ko'rsatilgan grafik kabi ko'rinadi. 5a, ya'ni potentsial quduq shakliga ega.

Guruch. 5-rasm. O'zaro ta'sirning potentsial energiyasining nuklonlar orasidagi masofaga bog'liqligi: a - neytron-neytron yoki neytron-proton juftlari uchun; b - bir juft proton uchun - proton

§bir. Elektron, proton, neytron bilan tanishing

Atomlar moddaning eng kichik zarralaridir.
gacha kengaytirilsa globus o'rtacha kattalikdagi olma bo'lsa, atomlar faqat olma o'lchamiga aylanadi. Bunday kichik hajmga qaramay, atom undan ham kichikroq jismoniy zarralardan iborat.
Siz atomning tuzilishi bilan maktab fizikasi kursidan allaqachon tanish bo'lishingiz kerak. Va shunga qaramay, biz eslaymizki, atomda yadro va elektronlar mavjud bo'lib, ular yadro atrofida shunchalik tez aylanadilarki, ular farqlanmaydi - ular "elektron bulutini" hosil qiladi yoki elektron qobiq atom.

Elektronlar odatda quyidagicha ifodalanadi: e − . Elektronlar e- juda engil, deyarli vaznsiz, lekin ular bor salbiy elektr zaryadi. Bu -1 ga teng. Elektr toki, biz hammamiz foydalanadigan elektronlar oqimi simlarda ishlaydi.

atom yadrosi, unda deyarli barcha massasi to'plangan, ikki turdagi zarralardan iborat - neytronlar va protonlar.

Neytronlar quyidagicha ifodalanadi: n 0 , lekin protonlar Shunday qilib: p + .
Massasi bo'yicha neytronlar va protonlar deyarli bir xil - 1,675 10 −24 g va 1,673 10 −24 g.
To'g'ri, bunday kichik zarrachalarning massasini grammda hisoblash juda noqulay, shuning uchun u quyidagicha ifodalanadi. uglerod birliklari, ularning har biri 1,673 10 −24 g ga teng.
Har bir zarracha olish uchun nisbiy atom massasi, atom massasini (gramlarda) uglerod birligining massasiga bo'lish qismiga teng. qarindosh atom massalari proton va neytron 1 ga teng, lekin protonlarning zaryadi ijobiy va +1 ga teng, neytronlarda esa zaryad yo'q.

. Atom haqida topishmoqlar

Atomni zarrachalardan "ongda" yig'ish mumkin, masalan, o'yinchoq yoki qismlardan mashina bolalar konstruktori. Faqat ikkita muhim shartga rioya qilish kerak.

• Birinchi shart: har bir atom turi o'ziga xosdir o'z to'plami"tafsilotlar" - elementar zarralar. Misol uchun, vodorod atomi, albatta, +1 musbat zaryadga ega yadroga ega bo'ladi, ya'ni u albatta bitta protonga ega bo'lishi kerak (va undan ortiq emas).
  Vodorod atomida neytronlar ham bo'lishi mumkin. Bu haqda keyingi paragrafda batafsilroq.
  Kislorod atomi (davriy tizimdagi seriya raqami 8) yadro zaryadlangan bo'ladi. sakkiz musbat zaryadlar (+8), ya'ni sakkizta proton bor. Kislorod atomining massasi 16 nisbiy birlik bo'lganligi sababli, kislorod yadrosini olish uchun biz yana 8 ta neytron qo'shamiz.
• Ikkinchi shart ya'ni har bir atom mavjud elektr neytral. Buning uchun yadro zaryadini muvozanatlash uchun etarli elektronga ega bo'lishi kerak. Boshqa so'zlar bilan aytganda, atomdagi elektronlar soni protonlar soniga teng uning asosida, va Ushbu elementning davriy tizimdagi seriya raqami.