ໂຄງສ້າງຂອງນິວເຄຼຍສຂອງອາຕອມ

ນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມແມ່ນອົງປະກອບທີ່ນ້ອຍທີ່ສຸດ ແລະ ເປັນພື້ນຖານທີ່ສຸດທີ່ປະກອບເປັນສານທັງໝົດໃນຈັກກະວານ. ການເຂົ້າໃຈໂຄງສ້າງຂອງນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມແມ່ນກຸນແຈສຳຄັນໃນການເຂົ້າໃຈປະກົດການທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີຫຼາຍຢ່າງ. ບົດຄວາມນີ້ຈະສຳຫຼວດໂຄງສ້າງຂອງນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມຢ່າງລະອຽດ, ຕັ້ງແຕ່ປະຫວັດການຄົ້ນພົບ, ອົງປະກອບຂອງມັນ, ກຳລັງທີ່ເຮັດວຽກພາຍໃນມັນ, ຈົນເຖິງຜົນສະທ້ອນຂອງມັນຕໍ່ວິທະຍາສາດ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີ.

ປະຫວັດສາດຂອງການຄົ້ນພົບນິວເຄຼຍສ໌ອາຕອມ

ການຄົ້ນພົບນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມແມ່ນຜົນມາຈາກການທົດລອງຫຼາຍໆຄັ້ງທີ່ດຳເນີນໃນທ້າຍສະຕະວັດທີ 19 ແລະຕົ້ນສະຕະວັດທີ 20. ກ່ອນການຄົ້ນພົບນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມ, ຮູບແບບທີ່ຍອມຮັບຢ່າງກວ້າງຂວາງຂອງອະຕອມແມ່ນຮູບແບບ "ພຸດດິ້ງພລຳ" ທີ່ສະເໜີໂດຍ J.J. Thomson ໃນປີ 1904. ອີງຕາມຮູບແບບນີ້, ອະຕອມແມ່ນຊົງກົມທີ່ມີປະຈຸບວກເຊິ່ງປະກອບດ້ວຍເອເລັກຕຣອນທີ່ມີປະຈຸລົບກະແຈກກະຈາຍຄືກັບໝາກອະງຸ່ນແຫ້ງໃນພຸດດິ້ງ.

ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນປີ 1911, ການທົດລອງການກະແຈກກະຈາຍຂອງອະນຸພາກອັລຟາທີ່ດຳເນີນໂດຍ Ernest Rutherford ແລະທີມງານຂອງລາວໄດ້ປ່ຽນແປງທັດສະນະນີ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ພວກເຂົາໄດ້ຍິງອະນຸພາກອັລຟາໃສ່ແຜ່ນຄຳບາງໆ ແລະສັງເກດເຫັນວ່າອະນຸພາກອັລຟາສ່ວນໃຫຍ່ຜ່ານແຜ່ນດັ່ງກ່າວໂດຍບໍ່ມີການກີດຂວາງ, ແຕ່ບາງອັນຖືກເບກໃນມຸມໃຫຍ່ ຫຼືແມ່ນແຕ່ສະທ້ອນກັບຄືນ. Rutherford ໄດ້ສະຫຼຸບວ່າອະຕອມປະກອບດ້ວຍພື້ນທີ່ຫວ່າງເປົ່າອັນກວ້າງໃຫຍ່ທີ່ມີມວນສານ ແລະປະຈຸບວກທີ່ເຂັ້ມຂຸ້ນຢູ່ໃນນິວເຄຼຍສ໌ຂະໜາດນ້ອຍຢູ່ໃຈກາງຂອງມັນ. ການຄົ້ນພົບນີ້ເປັນການໝາຍເຖິງການເກີດຂອງຮູບແບບນິວເຄຼຍສ໌ອະຕອມທີ່ພວກເຮົາຮູ້ຈັກໃນທຸກມື້ນີ້.

ອົງປະກອບຂອງນິວເຄຼຍສ໌ອະຕອມ

ນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມປະກອບດ້ວຍອະນຸພາກຍ່ອຍອະຕອມສອງປະເພດຄື: ໂປຣຕອນ ແລະ ນິວຕຣອນ. ອະນຸພາກທັງສອງນີ້ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມ ນິວຄລີອອນ.

1. Protonໂປຣຕອນແມ່ນອະນຸພາກທີ່ມີປະຈຸບວກທີ່ມີມວນປະມານ 1.6726 x 10^-27 ກິໂລກຣາມ. ຈຳນວນໂປຣຕອນໃນນິວເຄຼຍຂອງອະຕອມກຳນົດລັກສະນະທາງເຄມີຂອງທາດ ແລະ ເອີ້ນວ່າ ເລກປະລໍາມະນູຂອງມັນ.
2. Neutronນິວຕຣອນແມ່ນອະນຸພາກທີ່ບໍ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ມີມວນຫຼາຍກ່ວາໂປຣຕອນເລັກນ້ອຍ, ປະມານ 1.6750 x 10^-27 ກິໂລກຣາມ. ນິວຕຣອນມີບົດບາດໃນການເຮັດໃຫ້ນິວເຄຼຍສ໌ໝັ້ນຄົງໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນແຮງກະຕຸ້ນລະຫວ່າງໂປຣຕອນທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າບວກ.

ກຳລັງໃນນິວເຄຼຍສ໌ອະຕອມ

ມີກຳລັງພື້ນຖານຫຼາຍຢ່າງທີ່ກະທຳພາຍໃນນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມໝັ້ນຄົງ ແລະ ໂຄງສ້າງຂອງນິວເຄຼຍສ໌:

1. ແຮງແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າແຮງນີ້ເຮັດໃຫ້ເກີດແຮງດັນລະຫວ່າງໂປຣຕອນທີ່ມີປະຈຸບວກ. ຖ້າບໍ່ມີແຮງອື່ນທີ່ຍຶດໂປຣຕອນເຫຼົ່ານີ້ໄວ້ນຳກັນ, ນິວເຄຼຍຂອງອະຕອມຈະຖືກດຶງອອກຈາກກັນໂດຍການດັນນີ້.
2. ກຳລັງນິວເຄຼຍທີ່ເຂັ້ມແຂງແຮງນີ້ແມ່ນແຮງດຶງດູດທີ່ແຮງຫຼາຍ ແຕ່ມີການເຄື່ອນໄຫວໃນໄລຍະທາງສັ້ນໆ (ປະມານ 1 ເຟມໂຕແມັດ, ຫຼື 10^-15 ແມັດ). ມັນມີໜ້າທີ່ຜູກມັດໂປຣຕອນ ແລະ ນິວຕຣອນພາຍໃນນິວເຄລຍສ໌. ເຖິງແມ່ນວ່າແຮງກວ່າແຮງແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າຫຼາຍ, ແຕ່ແຮງນິວເຄຼຍທີ່ແຮງຈະເຄື່ອນໄຫວພຽງແຕ່ໃນໄລຍະທາງສັ້ນໆເທົ່ານັ້ນ, ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ອະນຸພາກທີ່ຢູ່ໃກ້ກັນຫຼາຍເທົ່ານັ້ນ.
3. ກຳລັງນິວເຄຼຍທີ່ອ່ອນແອແຮງນີ້ມີສ່ວນຮ່ວມໃນຂະບວນການເນົ່າເປື່ອຍຂອງກຳມັນຕະພາບລັງສີ ແລະ ການປ່ຽນຮູບແບບທາດ, ແຕ່ບໍ່ມີບົດບາດສຳຄັນໃນການຜູກມັດນິວຄລີອອນພາຍໃນນິວຄລີອິກ.

ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງນິວເຄຼຍສ໌ອະຕອມ

ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມສົມດຸນລະຫວ່າງແຮງນິວເຄຼຍສ໌ທີ່ແຮງ ແລະ ແຮງແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ. ນິວເຄຼຍສ໌ທີ່ນ້ອຍຫຼາຍ ຫຼື ໃຫຍ່ຫຼາຍມັກຈະບໍ່ໝັ້ນຄົງ.

1. ແກນກາງເບົາໃນນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມທີ່ມີໂປຣຕອນ ແລະ ນິວຕຣອນໜ້ອຍ, ແຮງນິວເຄຼຍສ໌ທີ່ແຂງແຮງແມ່ນພຽງພໍທີ່ຈະເອົາຊະນະແຮງກະແທກແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າລະຫວ່າງໂປຣຕອນ. ຕົວຢ່າງ, ນິວເຄຼຍສ໌ຂອງຮີລຽມ (ທີ່ມີໂປຣຕອນສອງອັນ ແລະ ນິວຕຣອນສອງອັນ) ມີຄວາມໝັ້ນຄົງຫຼາຍ.
2. ແກນໜັກໃນນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມທີ່ມີໂປຣຕອນຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍ (ເຊັ່ນ: ຢູເຣນຽມ, ມີໂປຣຕອນ 92 ໜ່ວຍ), ແຮງກະແທກແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າຈະແຮງຫຼາຍ ແລະ ຍາກທີ່ຈະຕ້ານທານໄດ້ດ້ວຍແຮງນິວເຄຼຍສ໌ທີ່ແຮງ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ນິວເຄຼຍສ໌ໜັກມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະບໍ່ໝັ້ນຄົງ ແລະ ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ການເນົ່າເປື່ອຍຂອງກຳມັນຕະພາບລັງສີ.

ການເນົ່າເປື່ອຍຂອງກຳມັນຕະພາບລັງສີ

ການເນົ່າເປື່ອຍຂອງລັງສີແມ່ນຂະບວນການທີ່ນິວເຄຼຍຂອງອະຕອມທີ່ບໍ່ໝັ້ນຄົງສູນເສຍພະລັງງານໂດຍການປ່ອຍລັງສີໃນຮູບແບບຂອງອະນຸພາກ ຫຼື ຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ. ການເນົ່າເປື່ອຍຂອງລັງສີມີຫຼາຍປະເພດຄື:

1. ການເນົ່າເປື່ອຍຂອງອັລຟານິວເຄຼຍສ໌ປ່ອຍອະນຸພາກອັລຟາ (ເຊິ່ງປະກອບດ້ວຍໂປຣຕອນສອງອັນ ແລະ ນິວຕຣອນສອງອັນ). ການເສື່ອມສະພາບນີ້ມັກຈະເກີດຂຶ້ນໃນນິວເຄຼຍສ໌ໜັກ.
2. ການເສື່ອມສະພາບຂອງເບຕ້ານິວເຄຼຍສ໌ປ່ອຍອະນຸພາກເບຕ້າອອກມາ, ເຊິ່ງສາມາດເປັນເອເລັກຕຣອນ (ເບຕ້າລົບ) ຫຼື ໂພຊິຕຣອນ (ເບຕ້າບວກ). ການເສື່ອມສະພາບຂອງເບຕ້າເກີດຂຶ້ນເມື່ອນິວຕຣອນປ່ຽນເປັນໂປຣຕອນ ຫຼື ໃນທາງກັບກັນ.
3. ການເສື່ອມສະພາບຂອງແກມມານິວເຄລຍສ໌ປ່ອຍລັງສີແກມມາ, ເຊິ່ງເປັນໂຟຕອນພະລັງງານສູງ. ການເສື່ອມສະພາບແກມມາມັກຈະເກີດຂຶ້ນຫຼັງຈາກການເສື່ອມສະພາບອັນຟາ ຫຼື ເບຕ້າ, ເມື່ອນິວເຄລຍສ໌ຍັງຢູ່ໃນສະພາບທີ່ຖືກກະຕຸ້ນ ແລະ ກຳລັງສູນເສຍພະລັງງານຕື່ມອີກ.

ຜົນສະທ້ອນຕໍ່ວິທະຍາສາດ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີ

ການເຂົ້າໃຈໂຄງສ້າງຂອງນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມໄດ້ມີຜົນກະທົບຢ່າງກວ້າງຂວາງຕໍ່ຂົງເຂດວິທະຍາສາດ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີຕ່າງໆ.

1. ພະລັງງານນິວເຄຼຍປະຕິກິລິຍາຟິຊຊັນ ແລະ ຟິວຊັນຂອງນິວເຄຼຍນຳໃຊ້ພະລັງງານທີ່ເກັບໄວ້ໃນນິວເຄຼຍຂອງອະຕອມ. ຟິຊຊັນຂອງນິວເຄຼຍແມ່ນຂະບວນການແຍກນິວເຄຼຍໜັກອອກເປັນນິວເຄຼຍທີ່ນ້ອຍກວ່າ, ໃນຂະນະທີ່ຟິວຊັນຂອງນິວເຄຼຍແມ່ນການລວມຕົວຂອງນິວເຄຼຍເບົາເຂົ້າກັນເປັນນິວເຄຼຍທີ່ໜັກກວ່າ. ທັງສອງປ່ອຍພະລັງງານຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍ, ເຊິ່ງສາມາດນຳໃຊ້ເພື່ອຜະລິດໄຟຟ້າ ຫຼື ຜະລິດອາວຸດນິວເຄຼຍ.
2. ການແພດນິວເຄຼຍໄອໂຊໂທບກຳມັນຕະພາບລັງສີຖືກນໍາໃຊ້ໃນການວິນິດໄສແລະການປິ່ນປົວທາງການແພດ. ຕົວຢ່າງ, ເຕັກນິກການຖ່າຍພາບເຊັ່ນ PET (Positron Emission Tomography) ໃຊ້ໄອໂຊໂທບກຳມັນຕະພາບລັງສີເພື່ອກວດຫາມະເຮັງແລະພະຍາດອື່ນໆ.
3. ການນັດພົບທີ່ມີກຳມັນຕະພາບລັງສີວິທີການກຳນົດອາຍຸເຊັ່ນ: ການກຳນົດອາຍຸຂອງຄາບອນ-14 ແມ່ນໃຊ້ເພື່ອກຳນົດອາຍຸຂອງຟອດຊິວ ແລະ ສິ່ງປະດິດບູຮານ. ເຕັກນິກນີ້ແມ່ນອີງໃສ່ການເນົ່າເປື່ອຍຂອງກຳມັນຕະພາບລັງສີຂອງໄອໂຊໂທບບາງຊະນິດ, ເຊິ່ງເກີດຂຶ້ນໃນອັດຕາທີ່ຄົງທີ່.
4. ຟີຊິກອະນຸພາກການຄົ້ນຄວ້າກ່ຽວກັບໂຄງສ້າງຂອງນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມໄດ້ປູທາງໃຫ້ແກ່ການສຶກສາຕື່ມອີກກ່ຽວກັບອະນຸພາກຍ່ອຍອະຕອມ ແລະ ການພົວພັນພື້ນຖານ. ການຄົ້ນພົບອະນຸພາກເຊັ່ນ: ຄວາກ ແລະ ກລູອອນ, ພ້ອມທັງການທົດລອງຢູ່ເຄື່ອງເລັ່ງອະນຸພາກເຊັ່ນ: ເຄື່ອງປະທະຮາດຣອນຂະໜາດໃຫຍ່, ໄດ້ຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາເຂົ້າໃຈຈັກກະວານໃນລະດັບພື້ນຖານທີ່ສຸດ.

ສະຫຼຸບ

ໂຄງສ້າງຂອງນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມແມ່ນກຸນແຈສຳຄັນໃນການເຂົ້າໃຈປະກົດການຫຼາຍຢ່າງໃນຈັກກະວານ. ຕັ້ງແຕ່ການຄົ້ນພົບເບື້ອງຕົ້ນຂອງ Rutherford ຈົນເຖິງການນຳໃຊ້ພະລັງງານນິວເຄຼຍສ໌ ແລະ ການແພດທີ່ທັນສະໄໝ, ການສຶກສາກ່ຽວກັບນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມໄດ້ເປີດປະຕູຫຼາຍຢ່າງໃນວິທະຍາສາດ. ໃນຂະນະທີ່ເທັກໂນໂລຢີ ແລະ ການຄົ້ນຄວ້າສືບຕໍ່ກ້າວໜ້າ, ຄວາມຮູ້ຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມຈະເລິກເຊິ່ງຂຶ້ນ, ເຮັດໃຫ້ພວກເຮົາໃກ້ຊິດກັບຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ຄົບຖ້ວນກວ່າກ່ຽວກັບໂລກອ້ອມຕົວພວກເຮົາ.