Tipp 1: Was sind die Nukleonen

Wissenschaft

Tipp 1: Was sind die Nukleonen

Nucleon ist ein gebräuchlicher Name für ein Proton und ein Neutron,Teilchen, aus denen die Atomkerne bestehen. Das meiste der Masse des Atoms befindet sich in den Nukleonen. Trotz der Tatsache, dass sich Protonen und Neutronen in einigen Eigenschaften und Verhalten unterscheiden, neigen Physiker dazu, sie als Mitglieder einer "Familie" zu betrachten.

Protonen und Neutronen haben fast die gleiche Masse,sein Unterschied ist nicht mehr als 1%. Die Kräfte zwischen zwei Protonen oder Neutronen im gleichen Abstand sind praktisch gleich. Der bedeutendste Unterschied zwischen einem Neutron und einem Proton ist das Vorhandensein der letzten positiven elektrischen Ladung in letzterem. Das Neutron hat im Gegensatz zum Proton keine Ladung. Das Grundteilchen der Materie ist der Kern von Wasserstoff, da es ein Proton ist. Diese Tatsache wurde von E. Rutherford festgestellt, er bewies, dass die Masse der positiven Ladung des Atoms in einem sehr kleinen Raumbereich liegt. Die Masse eines Protons ist 1836 mal größer als die Masse eines Elektrons und seine elektrische Ladung ist gleich groß wie die Elektronenladung, hat aber das entgegengesetzte Vorzeichen. Genau wie ein Elektron hat ein Proton einen Spin, der nicht gleich Null ist. Spin ist ein Merkmal der Rotation eines Teilchens um seine Achse, analog zu der täglichen Rotation der Erde. Befindet sich das Proton im Magnetfeld, so dreht es sich unter dem Einfluss der Schwerkraft wie ein Wirbelwind. Die Geschwindigkeit dieser Bewegung wird durch das magnetische Moment bestimmt. Seine Richtung im Proton stimmt mit der Richtung der Rotationsachse überein. Die Existenz von Neutronen wurde von E. Rutherfords Assistent J. Chadwick bewiesen. In seiner Erfahrung bestrahlt Chadwick Beryllium, das wiederum auch eine Strahlungsquelle wurde. Diese Strahlung hat, wenn sie mit Kernen kollidierte, Protonen aus ihnen herausgeschlagen. Chadwick schlug vor, dass die Strahlung eine Strömung von Teilchen mit einer Masse gleich die Masse des Protons, aber keine elektrische Ladung, und nannte sie neytronami.V moderne Physik existiert Quarkmodell, eine Vorstellung von der Struktur der Nukleonen zu geben. Danach bestehen Nukleonen aus Quarks von drei Typen - einfachere Teilchen. Wenn diese Theorie Protonenladung durch e bezeichnet, dann wird es zwei Quark mit einer Ladung von + 2 / 3e und einem Quark mit einer Ladung von -1 / 3e und Neutron - einem Quark mit einer Ladung von + 2 / 3e und zwei Quark mit der Ladung -1 / 3e. Dieses Modell hat einen ziemlich überzeugenden Beweise in Experimenten auf der Dispersion von Elektronen mit hohen Energie. Die Elektronen in der Interaktion mit Nukleonenzahl haben das Vorhandensein der inneren Struktur offenbart.

Tipp 2: Welche physikalische Wechselwirkung bestimmt die Verbindung von Nukleonen im Kern

In der Natur gibt es 4 Arten der Interaktion: Gravitation, elektromagnetisch, schwach und stark. Es ist gerade die starke Wechselwirkung, die eine starke Verbindung zwischen den konstituierenden Nukleonen im Kern des Atoms herstellt.

Starke Wechselwirkung bildet den Kern eines Atoms

Nukleonen und Quarks

Nukleonen werden winzige Teilchen genannt, von denenbesteht aus dem Kern des Atoms. Sie umfassen Protonen und Neutronen. Das Proton ist der Kern des Wasserstoffatoms, das eine positive Ladung hat. Das Neutron hat null Ladung. Die Massen dieser beiden Teilchen sind ungefähr gleich (unterscheiden sich um 0,14%). Im Allgemeinen ist das Atom elektrisch neutral. Dies wird durch eine negative Ladung der um den Kern rotierenden Elektronen sichergestellt. Nucleons sind an einer starken Wechselwirkung beteiligt. Bis vor kurzem glaubten Wissenschaftler, dass die Nukleonen unteilbare Teilchen sind. Diese Theorie kollabierte jedoch nach der Entdeckung des Quarkmodells des Kerns und der Durchführung von Experimenten, die seine Wahrheit bestätigten. Demnach bestehen Protonen und Neutronen aus noch kleineren Teilchen - Quarks. Jedes Nukleon besteht aus drei Quarks. Sie haben eine bestimmte Eigenschaft - "Farbe" (hat im traditionellen Sinne nichts mit Farbe zu tun). Dieses Wort wird normalerweise als ihre Ladung bezeichnet. Es sind die Quarks, die eine starke Wechselwirkung ausüben und untereinander spezielle Quantengluonen austauschen (übersetzt als "Klebstoff"). Die Verbindung zwischen Protonen und Neutronen im Kern wird durch die starke Restwechselwirkung, die so genannte Kernwechselwirkung, gebildet. Es gehört nicht zu den grundlegenden.

Starke Interaktion

Dies ist einer von vier grundlegendenInteraktionen in der Natur. Sie tritt nur bei Entfernungen in der Größenordnung des Femtometers auf. Starke Interaktion ist tausendmal stärker als elektromagnetisch. Er wird manchmal scherzhaft als Ritter mit kurzen Händen bezeichnet. Quarks kommen nicht im freien Zustand vor und sind so stark verbunden, dass sie nicht geteilt werden können. Zumindest die moderne Wissenschaft hat keine Ahnung, wie das gemacht werden kann. Das Phänomen der starken Wechselwirkung besteht darin, dass mit zunehmendem Abstand zwischen Quarks die Wechselwirkungskraft zwischen ihnen mehrmals zunimmt. Im Gegenteil, beim Annähern an die Kraft der Interaktion wird deutlich geschwächt. Im Gegensatz zum starken nimmt die Kraft der nuklearen Wechselwirkung mit zunehmender Entfernung zwischen Nukleonen stark ab. Die Quanten-Chromodynamik untersucht die Quark-Wechselwirkung. Sie untersucht die Eigenschaften des Gluonfeldes sowie die Eigenschaften von Quarks (Fremdheit, Charme, Farbe und andere). Im Standardmodell sind nur Quarks und Gluonen zu einer starken Wechselwirkung fähig. In der Gravitationstheorie gilt es auch für Leptonen.