เราอธิบายว่าโปรตอนคืออะไร ค้นพบอย่างไร คุณสมบัติและลักษณะของโปรตอน นอกจากนี้นิวคลีออนคืออะไร
โปรตอนคืออะไร?
โปรตอนเป็นชนิดของอนุภาคย่อยนั่นคือหนึ่งในอนุภาคขั้นต่ำที่ประกอบเป็นอะตอม อยู่ในตระกูล fermion และกอปรด้วยค่าไฟฟ้า เชิงบวก.
ทั้งหมดวัตถุ ทำจากอะตอมและสิ่งเหล่านี้โดยพื้นฐานแล้วประกอบด้วยอนุภาคสามประเภทที่มีประจุไฟฟ้าต่างกัน: อิเล็กตรอน (ประจุลบ)นิวตรอน (ประจุเป็นกลาง) และโปรตอน (ประจุบวก)
เป็นเวลานานคิดว่าโปรตอนเป็นอนุภาคพื้นฐานนั่นคือมันไม่สามารถแบ่งออกได้ อย่างไรก็ตาม วันนี้มีหลักฐานที่แน่ชัดว่าประกอบด้วย ควาร์ก.
ไม่ว่าในกรณีใด โปรตอนจะเป็นอนุภาคย่อยที่เสถียร โปรตอนต่างจากอิเล็กตรอนซึ่งโคจรรอบนิวเคลียสของอะตอม โปรตอนมีอยู่ในนิวเคลียสของอะตอมควบคู่ไปกับนิวตรอน ซึ่งเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่ของมวลอะตอม
การค้นพบโปรตอน
โปรตอนถูกค้นพบในปี 1918 โดย Ernest Rutherford (1871-1937) นักเคมีและนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ท่ามกลางการทดลองกับ แก๊ส ของไนโตรเจน Rutherford ตั้งข้อสังเกตว่าเครื่องมือของเขาตรวจพบการมีอยู่ของนิวเคลียสของไฮโดรเจนโดยการยิงอนุภาคแอลฟาไปที่แก๊ส
เขาสรุปว่านิวเคลียสเหล่านี้จะต้องเป็นอนุภาคพื้นฐานของสสาร โดยไม่ทราบว่าในเวลานั้น นิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจนมีอนุภาคเพียงตัวเดียว นั่นคือ โปรตอน ดังนั้นจึงตัดสินใจให้ไฮโดรเจนกับ เลขอะตอม 1.
อย่างไรก็ตาม เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วจากประสบการณ์ทางวิทยาศาสตร์ครั้งก่อนซึ่งนำไปสู่การค้นพบครั้งนี้ ตัวอย่างเช่น นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ Eugene Goldstein (1850-1930) ในปี 1886 พบไอออนบวกในอะตอม โดยการทดลองด้วยรังสีแคโทด
นอกจากนี้ British J.J. Thompson (1856-1940) ได้ค้นพบอิเล็กตรอนและประจุลบแล้ว นั่นคือ จำเป็นต้องมีอนุภาคประเภทอื่นที่มีประจุตรงข้ามในอะตอม
คุณสมบัติและลักษณะของโปรตอน
โปรตอนเป็นอนุภาคคอมโพสิตที่เสถียร ซึ่งมีมวลมากกว่าอิเล็กตรอน (1836 เท่า) และมีประจุบวก 1 (1.6 x 10-19 C) ประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานสามตัวหรือ ควาร์ก: สอง "ขึ้น"(บน) และหนึ่ง"ลง" (ด้านล่าง). ครึ่งชีวิตของพวกมันมากกว่า 1,035 ปี จากนั้นพวกมันจะไวต่อการสลายตัว
โปรตอนมีสปินของตัวเองเช่นเดียวกับอนุภาคอื่น ๆ ของอะตอม นั่นคือโมเมนตัมเชิงมุมที่แท้จริงและไม่แปรผัน ซึ่งในกรณีนี้คือ ½ คุณสมบัตินี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านิวเคลียร์และการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่อื่นๆ
นิวเคลียส
เนื่องจากโดยปกติแล้วจะพบได้ในนิวเคลียสของอะตอม โปรตอนและนิวตรอนจึงเรียกว่า "นิวคลีออน" ในทางกลับกัน อิเล็กตรอนโคจรรอบพวกมันในลักษณะกระจัดกระจายไม่มากก็น้อย
นิวคลีออนถูกผูกมัดด้วยแรงนิวเคลียร์อย่างแรง ซึ่งมีเพียงอะตอมขนาดใหญ่โดยเฉพาะ (เช่น ยูเรเนียม) เท่านั้นที่สามารถยอมจำนนต่อแรงอื่นๆ เช่น แม่เหล็กไฟฟ้า.
นิวเคลียสเป็นเปอร์เซ็นต์ที่ใหญ่ที่สุดของ มวล ของอะตอมใด ๆ ดังนั้นจึงกำหนดความแตกต่างระหว่าง a องค์ประกอบทางเคมี และอีกอันหนึ่ง เช่น อะตอมไฮโดรเจนมีโปรตอนเพียงตัวเดียวในนิวเคลียส ในขณะที่อะตอมฮีเลียมมีโปรตอนสองตัวและนิวตรอนหนึ่งหรือสองนิวตรอน ขึ้นอยู่กับไอโซโทปจำเพาะ
เลขอะตอม
ในตารางธาตุสามารถสังเกตเลขอะตอมของแต่ละธาตุได้ดิ เลขอะตอม (Z) ระบุจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอม ธาตุเคมีแต่ละธาตุมีเลขอะตอมต่างกัน แม้ว่าพฤติกรรมทางเคมีของธาตุนั้นจะถูกกำหนดโดยจำนวนอิเล็กตรอนก็ตามวงโคจร รอบนิวเคลียสของมัน (ซึ่งสำหรับอะตอมที่เป็นกลางจะเท่ากับจำนวนโปรตอน)
ตัวอย่างเช่น คลอรีน (Cl) มีโปรตอน 17 ตัวในนิวเคลียส ดังนั้นเลขอะตอมของมันคือ 17 ตัวเลขนี้ไม่มีวันแปรผัน ไม่เว้นแม้แต่ระหว่างไอโซโทป (รุ่น) ของอะตอมเดียวกัน เนื่องจากพวกมันต่างกันระหว่างใช่ด้วยตัวเลขเท่านั้น ของนิวตรอนในนิวเคลียสของมัน