експерименти Резефорда

Досліди великого вченого, «батька» сучасної ядерної фізики, допомогли створити планетарну модель атома. Відповідно до неї, атом являє собою ядро, навколо якого по орбітах обертаються електрони. Датський фізик Нільс Бор трохи допрацював цю модель в рамках квантових уявлень. Виходить, що електрон - одна з частинок, що входять до складу атома.

електрон

Ця частка була відкрита Дж.Дж. Томсоном (лордом Кельвіном) в 1897 році в дослідах з катодними променями. Великий вчений виявив, що при проходженні електричного струму через ємність з газом в ньому утворюються негативно заряджені частинки, згодом названі електронами.

Електрон - найменша частинка, що має негативний заряд. Це робить його стабільним (час життя порядку Іотта років). Його стан описується декількома квантовими числами Електрон володіє власним механічним моментом - спіном, який може набувати значень 1/2 і -1/2 (спіновий квантове число). Наявність спина було підтверджено в дослідах Уленбека і Гаудсмітом.

Ця частка підкоряються принципу Паулі, згідно з яким два електрона не можуть мати одні й ті ж квантові числа в один і той же час, тобто не можуть одночасно перебувати в однакових квантових станах. За цим принципом заповнюються електронні орбіталі атомів.

Протон і нейтрон

Ядро, згідно з прийнятою планетарної моделі, складається з протонів і нейтронів. Ці частинки мають майже однакову масу, але у протона позитивний заряд, нейтрон ж його взагалі не має.

Протон був відкритий Ернестом Резерфордом в результаті його дослідів з альфа-частками, якими він бомбардував атоми золота. Була підрахована маса протона. Вона виявилася майже в 2000 разів більше маси електрона. Протон - найстабільніша частка у Всесвіті. Вчені вважають, що час її життя наближається до нескінченності.

Гіпотеза про існування нейтрона була висловлена ще Резерфордом, але експериментально підтвердити її він не зміг. Це було зроблено Дж. Чедвиком в 1932 році. Нейтрон «живе» близько 900 секунд. Через цей час нейтрон розпадеться на протон, електрон і електронне нейтрино. Він здатний викликати ядерні реакції, так як легко може проникнути в ядро, минаючи дію сил електростатичного взаємодії, і викликати його розподіл.

Більш дрібні частинки

І протон, і нейтрон не є цілісними частинками. Відповідно до сучасних уявлень, вони складаються з груп кварків, які пов`язують їх в ядрі. Саме кварки здійснюють сильне і ядерна взаємодія між складовими ядра.