משקל פרוטון

פעם חשבו שהיחידה הקטנה ביותרהמבנה של כל חומר הוא מולקולה. ואז, בהמצאתם של מיקרוסקופים חזקים יותר, גילתה האנושות בתדהמה את מושג האטום - חלקיק מורכב של מולקולות. זה נראה, הרבה פחות? בינתיים, אפילו מאוחר יותר התברר כי האטום, בתורו, מורכב מרכיבים קטנים יותר.

בתחילת המאה ה -20, הפיזיקאי הבריטי רוטרפורדארנסט גילה את הנוכחות באטום הגרעינים - המבנים המרכזיים, זה היה הרגע הזה שסימן את תחילתה של סדרה של תגליות אינסופיות על המכשיר של היסוד המבני הקטן ביותר של החומר.

עד כה, בהתבסס על המודל הגרעיני של המבנה האטומי ועל ידי מחקרים רבים, ידוע כי האטום מורכב גרעין מוקף ענן אלקטרוני. בהרכב של "ענן" כזה - אלקטרונים, או חלקיקים בסיסיים עם מטען שלילי. הגרעין, לעומת זאת, כולל חלקיקים בעלי מטען חיובי חשמלי, הנקרא פרוטונים. הפיסיקאי הבריטי שהוזכר כבר היה מסוגלכדי לצפות בתופעה זו ולהתאר אותה לאחר מכן. בשנת 1919 ניהל ניסוי, שכלל את העובדה כי חלקיקי אלפא דפק גרעיני מימן מן הגרעינים של גורמים אחרים. לפיכך, הוא הצליח לגלות ולהוכיח כי הפרוטונים אינם אלא הגרעין של אטום מימן ללא אלקטרון אחד. בפיזיקה המודרנית, פרוטונים מיועדים על ידי הסמל p או p + (כלומר חיוב חיובי).

פרוטון ביוונית פירושו "ראשון, בסיסי" - חלקיק יסודי השייך לכיתה baryons, כלומר. חלקיקים בסיסיים כבדים יחסית. זהו מבנה יציב, החיים שלו הוא יותר מ 2.9 x 10 (29) שנים.

במובהק, מלבד הפרוטון, הגרעין של האטום מכיל גם נייטרונים, אשר, על פי השם, נטענים בצורה נייטרלית. שני היסודות האלה נקראים נוקלאונים.

המסה של הפרוטון, מסיבות ברורות למדי, לא היתה ניתנת למדידה במשך זמן רב. עכשיו אנחנו יודעים שזה

mp = 1.67262 ∙ 10-27 kg.

בדרך זו, את שאר המסה של פרוטון גם נראה.

הבה נתבונן כעת בהבנת המסה של הפרוטון, הספציפיים לתחומי הפיסיקה השונים.

המסה של חלקיק במסגרת הפיזיקה הגרעינית לעיתים קרובות מניחה צורה אחרת, יחידת המדידה שלה היא אמו.

A.E. היא יחידת המסה האטומית. אחד שווה ל 1/12 של המסה של אטום הפחמן שמספר המסה שלו הוא 12. לפיכך, יחידת המסה האטומית היא 1.66057 · 10-27 ק"ג.

המסה של הפרוטון, אם כן, היא כדלקמן:

mp = 1.007276 a. ה.

יש דרך אחרת לבטא את המסה הזאתחלקיקים טעונים באופן חיובי, תוך שימוש ביחידות מידה אחרות. לשם כך, ראשית עלינו לקחת כאקסיומה את המקבילה של המסה והאנרגיה E = mc2. כאשר C היא מהירות האור, ו- m הוא מסת הגוף.

המסה פרוטון במקרה זה תימדד בmegaelectronvolts או MeV. יחידת המידה זו משמשת באופן בלעדי הפיזיקה הגרעינית גרעינית ומשמשת למדידת האנרגיה דרושה להעברת החלקיק בין שתי נקודות בתחום אלקטרוסטטית. עם המצב כי ההבדל הפוטנציאלי בין נקודות אלה הוא 1 וולט.

לפיכך, בהתחשב בכך 1 amu = 931.494829533852 Mev, המסה של הפרוטון הוא כ

mp = 938 Mev.

מסקנה זו הושגה על בסיס מדידות ספקטרוסקופיות המוניות, והיא המסה בצורה שבה היא ניתנת לעיל כי נהוג גם לקרוא eהמנוחה של פרוטון.

לפיכך, בהנחיית הצרכים של הניסוי, מסתו של החלקיק הקטן ביותר יכול לבוא לידי ביטוי בשלושה ערכים שונים, בשלוש יחידות מדידה שונות.

בנוסף, המסה פרוטון יכול לבוא לידי ביטוייחסית למסה של האלקטרון, אשר ידוע להיות הרבה יותר "כבד" מאשר החלקיקים טעונה חיובי. מסה שווה עם חישוב גס וטעויות משמעותיות במקרה זה יהיה 1836,152 672 יחסית למסה של האלקטרון.