Subatomické částice, které byste měli vědět

Elementární a subatomické částice

Tři hlavní subatomické částice atomu jsou protony, neutrony a elektrony.
Tři hlavní subatomické částice atomu jsou protony, neutrony a elektrony.Mats Persson / Getty Images

atom je nejmenší částice hmoty než je nelze dělit chemickými prostředky, ale atomy se skládají z menších kusů, nazývaných subatomické částice. Dělení to ještě více, subatomické částice často sestávají z elementárních částic. Tady je pohled na tři hlavní subatomické částice v atomu, jejich elektrické náboje, hmotnosti a vlastnosti. Odtud se učte o některých klíčových elementárních částicích.

Elektrony

Elektrony jsou malé záporně nabité částice. Obíhají kolem jádra atomu.
Elektrony jsou malé záporně nabité částice. Obíhají kolem jádra atomu.Lawrence Lawry / Getty Images

Třetí hlavní typ subatomické částice v atomu je elektron. Elektrony jsou mnohem menší než protony nebo neutrony a obvykle obíhají atomové jádro v relativně velké vzdálenosti od svého jádra. Abychom uvedli velikost elektronu v perspektivě, proton je 1863krát hmotnější. Protože hmotnost elektronů je tak nízká, při výpočtu hmotnostního čísla atomu se berou v úvahu pouze protony a neutrony.

instagram viewer

Čistý poplatek: -1

Zbytková hmotnost: 9,10938356 × 10−31 kg

Protože elektron a proton mají opačné náboje, přitahují se navzájem. Je také důležité si uvědomit, že náboj elektronů a protonů je protilehlý, pokud jde o jejich velikost. Neutrální atom má stejný počet protonů a elektronů.

Protože elektrony obíhají kolem atomových jader, jedná se o subatomické částice, které ovlivňují chemické reakce. Ztráta elektronů může vést ke vzniku pozitivně nabitých druhů zvaných kationty. Získávající elektrony mohou produkovat negativní druhy zvané anionty. Chemie je v podstatě studiem přenosu elektronů mezi atomy a molekulami.

Elementární částice

Složené částice se skládají ze dvou nebo více elementárních částic. Elementární částice nelze dále rozdělit na menší podjednotky.
Složené částice se skládají ze dvou nebo více elementárních částic. Elementární částice nelze dále rozdělit na menší podjednotky.BlackJack3D / Getty Images

Subatomické částice mohou být klasifikovány jako složené částice nebo elementární částice. Složené částice se skládají z menších částic. Elementární částice nelze rozdělit na menší jednotky.

Standardní model fyziky zahrnuje alespoň:

  • 6 chutí kvarků: nahoru, dolů, nahoru, dole, podivné, náboj
  • 6 druhů leptonů: elektron, mion, tau, elektron neutrino, muon neutrino, tau neutrino
  • 12 bozonů o rozměrech, které zahrnují foton, 3 W a Z bosony a 8 gluonů
  • Higgsův boson

Existují další navrhované elementární částice, včetně gravitonového a magnetického monopolu.

Elektron je tedy subatomická částice, elementární částice a druh leptonu. Proton je subatomická složená částice složená ze dvou kvarků nahoru a jednoho kvarků dolů. Neutron je subatomická složená částice skládající se ze dvou kvarků dolů a jednoho kvarků nahoru.

Hadrony a exotické subatomické částice

Mezon Pi-plus, typ hadronu, zobrazující kvarky (v oranžové barvě) a gluony (v bílé barvě)
Mezon Pi-plus, typ hadronu, zobrazující kvarky (v oranžové barvě) a gluony (v bílé barvě).Dorling Kindersley / Getty Images

Kompozitní částice lze také rozdělit do skupin. Například hadron je složená částice tvořená kvarky, které jsou drženy pohromadě silnou silou v podstatě stejným způsobem, jako se protony a neutrony váží dohromady za vzniku atomových jader.

Existují dvě hlavní rodiny hadronů: baryony a mesony. Baryony se skládají ze tří kvarků. Mesony se skládají z jednoho kvarku a jednoho anti-kvarku. Kromě toho existují exotické hadrony, exotické mezony a exotické baryony, které neodpovídají obvyklým definicím částic.

Protony a neutrony jsou dva typy baryonů, a tedy dva různé hadrony. Piony jsou příklady mesonů. Ačkoli protony jsou stabilní částice, neutrony jsou stabilní pouze tehdy, jsou-li vázány v atomových jádrech (poločas asi 611 sekund). Jiné hadrony jsou nestabilní.

Ještě více částic je předpovídáno supersymetrickými fyzikálními teoriemi. Mezi příklady patří neutrální atomy, které jsou superpartnery neutrálních bosonů, a sleptony, které jsou superpartners leptonů.

Také jsou antihmotové částice odpovídající částicím hmoty. Například, pozitron je elementární částice, která je protějškem elektronu. Stejně jako elektron má rotaci 1/2 a stejnou hmotnost, ale má elektrický náboj +1.