די סטרוקטור פון דעם אטאם קערן

דער אטאם-קערן איז דער קלענסטער און מערסט פונדאַמענטאַלער קאָמפּאָנענט וואָס מאַכט אויס אַלע מאַטעריע אין דער וועלט. פֿאַרשטיין די סטרוקטור פֿון אטאם-קערן איז דער שליסל צו פֿאַרשטיין פֿיל פֿיזישע און כעמישע דערשיינונגען. דער אַרטיקל וועט גרינטלעך אויספֿאָרשן די סטרוקטור פֿון אטאם-קערן, פֿון זײַן געשיכטע פֿון ענטדעקונג, זײַנע קאָמפּאָנענטן, די כוחות וואָס אַרבעטן אין אים, ביז זײַנע אימפּליקאַציעס פֿאַר וויסנשאַפֿט און טעכנאָלאָגיע.

געשיכטע פון ​​דער אנטדעקונג פון דעם אטאם-קערן

די ענטדעקונג פון דעם אטאם-קערן איז געווען דער רעזולטאַט פון פילע עקספּערימענטן דורכגעפירט אין די שפּעטע 19טע און פריע 20סטע יאָרהונדערטער. איידער דער ענטדעקונג פון דעם אטאם-קערן, איז דער ברייט אנגענומענער מאָדעל פון דעם אטאם געווען דער "פּלוים פּודינג" מאָדעל פארגעשטעלט דורך דזש. דזש. טאָמסאָן אין 1904. לויט דעם מאָדעל, איז דער אטאם אַ פּאָזיטיוו געלאָדענע קויל וואָס אנטהאלט נעגאַטיוו געלאָדענע עלעקטראָנען צעוואָרפן ווי ראָזינקעס אין אַ פּודינג.

אבער, אין 1911, האט אן אלפא-טיילכעל צעשפרייטונג עקספערימענט דורכגעפירט דורך ערנעסט ראטערפארד און זיין מאַנשאַפֿט דראַסטיש געביטן דעם בליק. זיי האבן געשאסן אלפא-טיילכלעך אויף א דין גאָלד-בלעטל און באמערקט אז רוב פון די אלפא-טיילכלעך זענען דורכגעגאנגען דעם בלעטל אומגעשטערט, אבער עטלעכע זענען אפגעבויגן געווארן אין גרויסע ווינקלען אדער אפילו צוריקגעשפיגלט געווארן. ראטערפארד האט געפונען אז אטאמען באשטייען פון א ברייטן ליידיגן פלאץ מיט מאסע און פאזיטיווע לאדונג קאנצענטרירט אין א קליינעם קערן אין זיין צענטער. די אנטדעקונג האט געצייכנט די געבורט פון דעם אטאם-קערן מאָדעל וואָס מיר קענען היינט.

קאָמפּאָנענטן פון די אַטאָמישע קערן

דער אטאם-קערן באשטייט פון צוויי טיפן סובאטאמישע טיילכלעך: פראטאנען און נעיטראנען. די צוויי טיילכלעך זענען צוזאמען באקאנט אלס נוקלעאנען.

1. פּראָטאָןא פּראָטאָן איז אַ פּאָזיטיוו געלאָדענע טיילכעל מיט אַ מאַסע פון ​​אַרום 1.6726 x 10^-27 קילאָגראַם. די צאָל פּראָטאָנען אין אַן אַטאָם'ס קערן באַשטימט די כעמישע אידענטיטעט פון אַן עלעמענט און ווערט גערופן זיין אַטאָמישע נומער.
2. נעוטראָןנעיטראנען זענען נישט-געלאדענע טיילכלעך מיט א מאסע עטוואס גרעסער ווי די פון פראטאנען, בערך 1.6750 x 10^-27 קילאגראם. נעיטראנען שפילן א ראלע אין סטאביליזירן דעם קערן דורך רעדוצירן די אפשטויסנדיקע קראפט צווישן די פאזיטיוו געלאדענע פראטאנען.

כוחות אין דעם אטאם קערן

עס זענען דא עטלעכע יסודותדיקע כוחות וואָס אַרבעטן אין דעם אַטאָמישן קערן, וואָס האָבן אַן השפּעה אויף דער פעסטקייט און סטרוקטור פון דעם קערן:

1. עלעקטראָמאַגנעטישע קראַפטדי קראַפט פאַראורזאַכט אַן אָפּשטויסונג צווישן די פּאָזיטיוו געלאָדענע פּראָטאָנען. אָן אַן אַנדער קראַפט וואָס האַלט די פּראָטאָנען צוזאַמען, וואָלט דער אַטאָמישער קערן געוואָרן צעשפּרייט דורך דער אָפּשטויסונג.
2. שטאַרקע נוקלעאַרע קראַפטדי קראַפט איז אַ זייער שטאַרקע אַטראַקציע־קראַפט אָבער אַקטירט איבער זייער קורצע דיסטאַנצן (אומגעפער 1 פעמטאָמעטער, אדער 10^-15 מעטער). זי איז פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר בינדן פּראָטאָנען און נעיטראָנען אין דעם קערן. כאָטש פיל שטאַרקער ווי די עלעקטראָמאַגנעטישע קראַפט, אַקטירט די שטאַרקע קערן־קראַפט נאָר איבער זייער קורצע דיסטאַנצן, און באַאיינפלוסט נאָר פּאַרטיקלען וואָס זענען זייער נאָענט צוזאַמען.
3. שוואַכע נוקלעאַרע קראַפטדי קראַפט איז ינוואַלווד אין עטלעכע ראַדיאָאַקטיוו פאַרפוילן פּראָצעסן און עלעמענטאַל טראַנסמוטאַטיאָנס, אָבער שפּילט נישט אַ באַטייַטיק ראָלע אין בינדינג נוקלעאָנען אין די קערן.

סטאַביליטעט פון אַטאָם קערנס

די סטאַביליטעט פון אַן אַטאָם־קערן איז אָפּהענגיק פון דער וואָג צווישן דער שטאַרקער קערן־קראַפט און דער עלעקטראָמאַגנעטישער קראַפט. זייער קליינע אָדער זייער גרויסע קערנס זענען געוויינטלעך נישט־סטאַביל.

1. ליכט קאָראין אטאם-קערנס מיט רעלאטיוו ווייניק פּראָטאָנען און נעיטראָנען, איז די שטאַרקע קערן-קראַפט גענוג צו איבערקומען די עלעקטראָמאַגנעטישע אָפּשטויסונג צווישן די פּראָטאָנען. למשל, דער העליום-קערן (מיט צוויי פּראָטאָנען און צוויי נעיטראָנען) איז זייער סטאַביל.
2. שווערע קערןאין אטאם-קערנס מיט א גאר גרויסע צאל פראטאנען (ווי למשל אוראניום, מיט 92 פראטאנען), ווערט די עלעקטראמאגנעטישע אפשטויסונג גאר שטארק און איז שווער צו קעגנשטעלן דורך די שטארקע קערן-קראפט. דאס פירט צו דעם אז שווערע קערנס זענען מער אומסטאביל און אונטערטעניק צו ראדיאאקטיווער פארפוילונג.

ראַדיאָאַקטיווער פאַרפוילן

ראַדיאָאַקטיווער פאַרפויל איז דער פּראָצעס דורך וועלכן נישט-סטאַבילע אַטאָם-קערנס פאַרלירן ענערגיע דורך אויסשטראַלן ראַדיאַציע אין דער פאָרעם פון פּאַרטיקלען אָדער עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליעס. עס זענען עטלעכע טייפּס פון ראַדיאָאַקטיווער פאַרפויל:

1. אַלפֿאַ דעקיידער קערן לאָזט אַרויס אַן אַלפֿאַ פּאַרטיקל (וואָס באַשטייט פֿון צוויי פּראָטאָנען און צוויי נעיטראָנען). די פֿאַרפֿאַלונג פּאַסירט געוויינטלעך אין שווערע קערנס.
2. ביתא דעקיידער קערן לאָזט אַרויס ביתא פּאַרטיקלען, וואָס קענען זיין עלעקטראָנען (בעטאַ-מינוס) אָדער פּאָזיטראָנען (בעטאַ-פּלוס). ביתא פאַרפוילונג פּאַסירט ווען אַ נעיטראָן ענדערט זיך אין אַ פּראָטאָן אָדער פֿאַרקערט.
3. גאַמאַ פאַרפוילןדער קערן שיקט ארויס גאַמאַ שטראַלונג, וואָס זענען הויך-ענערגיע פאָטאָנען. גאַמאַ פאַרפוילונג פּאַסירט געוויינטלעך נאָך אַלפאַ אָדער ביתא פאַרפוילונג, ווען דער קערן איז נאָך אין אַן אויפֿגערייצטן צושטאַנד און פֿאַרלירט ווייטערדיקע ענערגיע.

אימפליקאציעס אין וויסנשאפט און טעכנאָלאָגיע

פֿאַרשטיין די סטרוקטור פֿון אַטאָם-קערן האָט געהאַט אַ ברייטע השפּעה אויף פֿאַרשידענע פֿעלדער פֿון וויסנשאַפֿט און טעכנאָלאָגיע.

1. נוקלעארע ענערגיעקערן-שפאלטונג און פוסיאָן רעאַקציעס נוצן די ענערגיע וואָס איז סטאָרד אין אַטאָם-קערנס. קערן-שפאלטונג איז דער פּראָצעס פון שפּאַלטן שווערע קערנס אין קלענערע, בשעת קערן-פוסיאָן איז די פוסיאָן פון לייכטע קערנס אין שווערערע. ביידע לאָזן ארויס גרויסע מאָסן ענערגיע, וואָס קענען ווערן גענוצט צו דזשענערירן עלעקטריע אָדער פּראָדוצירן קערן-וואָפן.
2. נוקלעארע מעדיציןראַדיאָאיזאָטאָפּן ווערן גענוצט אין מעדיצינישער דיאַגנאָז און באַהאַנדלונג. למשל, בילדגעבונג טעקניקס ווי PET (פּאָזיטראָן עמיסיאָן טאָמאָגראַפי) נוצן ראַדיאָאַקטיווע איזאָטאָפּן צו דעטעקטירן ראַק און אַנדערע קראַנקייטן.
3. ראַדיאָאַקטיווע דייטינגדייטינג מעטאָדן ווי קאַרבאָן-14 דייטינג ווערן גענוצט צו באַשטימען דעם עלטער פון פאָסילן און אלטע אַרטיפאַקץ. די טעכניק איז באַזירט אויף דעם ראַדיאָאַקטיוון פאַרפוילן פון געוויסע איזאָטאָפּן, וואָס פּאַסירט מיט אַ קאָנסטאַנטן טעמפּאָ.
4. פּאַרטיקל פיזיקפֿאָרשונג אין דער סטרוקטור פֿון דעם אַטאָמישן קערן האָט געעפֿנט דעם וועג פֿאַר ווײַטערדיקע שטודיעס פֿון סובאַטאָמישע פּאַרטיקלען און פֿונדאַמענטאַלע אינטעראַקציעס. די ענטדעקונג פֿון פּאַרטיקלען ווי קוואַרקס און גלואָנען, ווי אויך עקספּערימענטן בײַ פּאַרטיקל אַקסעלעראַטאָרן ווי דער גרויסער האַדראָן קאָלידער, האָבן אונדז געהאָלפֿן פֿאַרשטיין דעם אוניווערס אויף זײַן מערסט פֿונדאַמענטאַלן ניוואָ.

קעסימפּולאַן

די סטרוקטור פון דעם אטאם-קערן איז דער שליסל צו פארשטיין אסאך דערשיינונגען אין אוניווערס. פון ראטערפארד'ס ערשטע אנטדעקונג ביז אנווענדונגען אין נוקלעארער ענערגיע און מאדערנער מעדיצין, האט די שטודיע פון ​​דעם אטאם-קערן געעפנט אסאך טירן אין וויסנשאפט. ווי טעכנאלאגיע און פארשונג גייען ווייטער פאראויס, וועט אונזער וויסן פון דעם אטאם-קערן זיך פארטיפן, ברענגענדיג אונז נענטער צו א מער פולשטענדיגן פארשטאנד פון דער וועלט ארום אונז.