Субатомын хэсгүүдийн тухай материал
Бид өдөр бүр хардаг хатуу, шингэн, хийгээр дүүрэн ертөнцөд амьдарч байна. Гэсэн хэдий ч хэрэв бид материйн хамгийн үндсэн бүтцийг гүнзгий судалбал тэс өөр ертөнцийг нээх болно: дэд атомын бөөмсийн ертөнц. дэд атомын бөөмс нь атомын үндсэн барилгын блок бөгөөд орчлон ертөнцийн бүх бодисын химийн болон физик шинж чанарыг хариуцдаг. Энэ нийтлэлд бид дэд атомын бөөмсийн янз бүрийн төрлүүд, тэдгээрийг хэрхэн нээсэн, бидний мэддэг бодисыг бүрдүүлэхэд гүйцэтгэх үүргийн талаар хэлэлцэх болно.
Субатомын бөөмсийн нээлтийн түүх
Атомын дэд бөөмсийг нээх нь 1897 онд Ж.Ж. Томсон электроныг нээсэнээр эхэлсэн. Электронуудыг катодын цацрагийн туршилтаар нээсэн бөгөөд энэ нь Жон Далтоны атомын онолд өмнө нь итгэдэг байсан шиг атомууд хуваагдашгүй биш гэдгийг харуулсан. Энэхүү нээлт нь илүү төвөгтэй атомын онолын замыг нээсэн юм.
Электроныг нээсний дараа эрдэмтэд атомыг бүрдүүлдэг бусад бөөмсийг хайж эхэлсэн. 20-р зууны эхээр Эрнест Резерфорд цөмийг тойрон эргэлддэг электронуудаар хүрээлэгдсэн нягт цөмөөс бүрдэх атомын загварыг санал болгосон. Резерфорд нимгэн алтан тугалган цаас руу альфа бөөмсийг асаасан туршилтаараа альфа бөөмсийн ихэнх нь тугалган цаасаар өөрчлөгдөөгүй өнгөрч, зарим нь том өнцгөөр туссан болохыг тогтоожээ. Энэ нь атомын цөм нь маш жижиг боловч их масстай, эерэг цэнэгтэй болохыг харуулж байна.
Үндсэн субатомын хэсгүүд
Ерөнхийдөө субатомын бөөмсийг фермион ба бозон гэсэн хоёр ангилалд хуваадаг. Фермион нь бодисыг бүрдүүлдэг бөөмс бол бозон нь хүч зөөгч болж ажилладаг бөөмс юм.
электрон
Электронууд нь атомын цөмийг хүрээлсэн сөрөг цэнэгтэй бөөмс юм. Эдгээр нь протон ба нейтронтой харьцуулахад маш хөнгөн бөгөөд масс нь протоны массын ердөө 1/1836 орчим юм. Электронууд нь химийн холбоо үүсэх, химийн урвалд оролцдог тул атомын олон химийн шинж чанарыг хариуцдаг.
Протон
Протонууд нь атомын цөмд байдаг эерэг цэнэгтэй бөөмс юм. Протонууд нь ойролцоогоор 1.6726 × 10^(-27) кг масстай бөгөөд энэ нь нейтронтой бараг ижил юм. Атомын цөм дэх протоны тоо нь тухайн атомын химийн элементийг тодорхойлдог. Жишээлбэл, устөрөгч нь нэг протонтой, гелий нь хоёр протонтой байдаг. Протонууд нь мөн элементийн атомын дугаарыг тодорхойлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Нейтрон
Нейтрон нь атомын цөмд байдаг төвийг сахисан бөөмс юм. Тэдгээрийн масс нь протонтой маш төстэй. Тэдний үндсэн үүрэг бол атомын цөмд тогтвортой байдлыг хангах явдал юм. Нейтрон ба протоны тооны тэнцвэргүй байдалтай атомууд цацраг идэвхт болж, цацраг идэвхт задралаар цацраг ялгаруулдаг.
Бозон: Хүч зөөгч бөөм
Бозонууд нь орчлон ертөнцийн үндсэн хүчийг зөөдөг бөөмс юм. Дөрвөн үндсэн хүч байдаг: таталцал, цахилгаан соронзон хүч, сул хүч, хүчтэй хүч. Эдгээр үндсэн хүч бүр өөрийн гэсэн зөөгч бөөмтэй байдаг.
Фото зураг
Фотонууд нь цахилгаан соронзон хүчийг зөөдөг бөөмс юм. Тэдгээр нь массгүй бөгөөд гэрлийн хурдаар тархдаг. Фотонууд нь гэрэл, дулаан болон бусад цахилгаан соронзон цацраг зэрэг үзэгдлийг хариуцдаг.
Глюон
Глюон гэдэг нь атомын цөмд протон ба нейтроныг холбож, хүчтэй хүчийг зөөдөг бөөмс юм. Глюонгүйгээр протон ба нейтронууд хоорондоо холбогдож чадахгүй бөгөөд атомын цөм задарна.
W ба Z бозонууд
W ба Z бозонууд нь сул хүчийг зөөдөг бөөмс юм. Сул хүч нь бета задрал гэх мэт зарим төрлийн цацраг идэвхт задрал болон цөмийн урвалыг хариуцдаг.
Гравитон (Таамаглалын)
Гравитон бол таталцлын хүчийг авч явдаг, хараахан нээгдээгүй таамаглалын бөөм юм. Хэрэв таталцал нь тээвэрлэгч бөөмтэй байсан бол энэ нь тэг масстай бөгөөд бусад бодистой маш сул харилцан үйлчлэлцдэг гэж үзэх байсан.
Субатомын хэсгүүдийн хоорондох харилцан үйлчлэл
Субатомын хэсгүүд өмнө дурдсан үндсэн хүчээр харилцан үйлчилдэг. Бөөмсүүдийн хоорондох эдгээр харилцан үйлчлэл нь бодисын физик болон химийн шинж чанарыг ихээхэн хэмжээгээр тодорхойлдог.
Цахилгаан соронзон хүч
Цахилгаан соронзон хүч гэдэг нь протон ба электрон зэрэг цэнэгтэй бөөмсийн харилцан үйлчлэл юм. Энэ нь бидний түгээмэл ажигладаг химийн болон физик шинж чанаруудын ихэнхийг хариуцдаг хүч юм.
Хүчтэй хүч
Хүчтэй хүч гэдэг нь атомын цөм дэх протон ба нейтроныг холбодог хүч юм. Энэ нь орчлон ертөнцийн хамгийн хүчирхэг хүч боловч зөвхөн маш богино зайд л үйлчилдэг.
Сул Хүч
Сул хүч нь цацраг идэвхт задрал болон бусад цөмийн урвалд оролцдог. Нэрнээс нь үл хамааран энэ нь орчлон ертөнцөд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг хэвээр байна.
Таталцлын хүч
Таталцал гэдэг нь массын хоёр бөөмийг бие бие рүүгээ татдаг хүч юм. Хэдийгээр таталцал нь бусад гурван хүчтэй харьцуулахад маш сул хүч боловч гариг, од, галактик зэрэг том хэмжээний хувьд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Квант механик ба дэд атомын бөөмс
Квант механик нь субатомын бөөмсийн зан төлөвийг тайлбарладаг физикийн нэг салбар юм. Сонгодог физикээс ялгаатай нь квант механик нь субатомын бөөмс нь долгионтой төстэй шинж чанартай бөгөөд нэг дор нэг газар байж болохгүй гэдгийг харуулдаг.
Гейзенбергийн тодорхойгүй байдлын зарчим
Гейзенбергийн тодорхойгүй байдлын зарчимд бид бөөмийн байрлал болон импульсийг төгс нарийвчлалтайгаар нэгэн зэрэг мэдэж чадахгүй гэж заасан байдаг. Энэ нь атомын дэд бөөмсийн байрлал болон импульсийг хэмжихэд үргэлж тодорхойгүй байдал байдаг гэсэн үг юм.
Долгионы функц ба тойрог замууд
Квант механикт субатомын бөөмсийг долгионы функцээр тодорхойлдог бөгөөд энэ нь бөөмийг тодорхой байршилд олох магадлалыг өгдөг. Жишээлбэл, атом дахь электронууд нь гаригууд шиг тогтмол тойрог замд хөдөлдөггүй, харин зөвхөн тодорхой бүсэд байх магадлалыг өгдөг тойрог замд хөдөлдөг.
Хэрэглээ ба үр дагавар
Атомын дэд хэсгүүдийн талаарх мэдлэг нь олон тооны практик хэрэглээ болон онолын ач холбогдолтой. Технологид электроныг хагас дамжуулагч төхөөрөмж болон компьютерт ашигладаг. Анагаах ухаанд цацраг идэвхт изотопоос ялгардаг цацрагийг хорт хавдрын оношлогоо, эмчилгээнд ашигладаг. Атомын дэд хэсгүүдийн судалгаа нь цөмийн энергийн хөгжилд хүргэсэн.
Онолын хувьд, субатомын бөөмсийг судлах нь орчлон ертөнцийг илүү гүнзгий ойлгоход хүргэсэн. Дөрвөн үндсэн хүчний гурвыг багтаасан Стандарт загвар нь бөөмсийн харилцан үйлчлэлийг ойлгох хүрээг бий болгодог. Гэсэн хэдий ч таталцлыг энэ загварт бүрэн нэгтгээгүй бөгөөд эрдэмтэд бүх хүчийг уялдаа холбоотой хүрээнд нэгтгэж чадах онолыг олохын тулд ажилласаар байна.
Дүгнэлт
Субатомын бөөмс нь орчлон ертөнцийн бүх зүйлийг бүрдүүлдэг материйн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд юм. Электроноос эхлээд протон ба нейтрон, хүч зөөгч бозонууд хүртэл эдгээр бөөмс нь материйн шинж чанарыг тодорхойлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Субатомын бөөмсийг нээж, ойлгосноор технологи, шинжлэх ухааны хөгжилд олон хаалга нээгдсэн. Квант механик нь эдгээр бөөмсийн зан төлөвийн талаарх өвөрмөц үзэл бодлыг бий болгож, тэдгээрийг сонгодог физикийн томоохон объектуудаас ялгаж өгдөг. Субатомын бөөмсийг судлах нь физикийн хамгийн сэтгэл хөдөлгөм, нөлөө бүхий судалгааны чиглэлүүдийн нэг хэвээр байна.
