Dalam artikel ini, berdasarkan esensi eterodinamika muatan listrik dan struktur partikel elementer, perhitungan nilai muatan listrik proton, elektron, dan foton diberikan.

Pengetahuan yang salah lebih berbahaya daripada ketidaktahuan
J.B. Shaw

Pengantar. Dalam fisika modern, muatan listrik adalah salah satu karakteristik terpenting dan sifat integral partikel elementer. Dari esensi fisik muatan listrik, yang didefinisikan berdasarkan konsep eterodinamika, sejumlah sifat mengikuti, seperti proporsionalitas besarnya muatan listrik dengan massa pembawanya; muatan listrik tidak terkuantisasi, tetapi dibawa oleh kuanta (partikel); besarnya muatan listrik adalah tanda pasti, yaitu selalu positif; yang memberlakukan pembatasan signifikan pada sifat partikel elementer. Yaitu: di alam tidak ada partikel elementer yang tidak bermuatan listrik; nilai muatan listrik partikel elementer adalah positif dan lebih besar dari nol. Berdasarkan esensi fisik, besarnya muatan listrik ditentukan oleh massa, laju aliran eter, yang membentuk struktur partikel elementer, dan parameter geometrisnya. Esensi fisik dari muatan listrik ( muatan listrik adalah ukuran aliran eter) secara unik mendefinisikan model eterodinamika partikel elementer, sehingga menghilangkan pertanyaan tentang struktur partikel elementer, di satu sisi, dan menunjukkan kegagalan standar, quark, dan model partikel elementer lainnya, di sisi lain.

Besarnya muatan listrik juga menentukan intensitas interaksi elektromagnetik partikel elementer. Dengan bantuan interaksi elektromagnetik, interaksi proton dan elektron dalam atom dan molekul dilakukan. Dengan demikian, interaksi elektromagnetik menentukan kemungkinan keadaan stabil dari sistem mikroskopis tersebut. Dimensi mereka pada dasarnya ditentukan oleh besarnya muatan listrik elektron dan proton.

Penafsiran yang salah dari sifat-sifat oleh fisika modern, seperti keberadaan muatan listrik positif dan negatif, dasar, diskrit, terkuantisasi, dll., interpretasi yang salah dari eksperimen untuk mengukur besarnya muatan listrik, menyebabkan sejumlah kesalahan besar. dalam fisika partikel dasar (ketidakberstrukturan elektron, massa nol, dan muatan foton, keberadaan neutrino, persamaan nilai absolut antara muatan listrik proton dan elektron dengan muatan dasar).

Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa muatan listrik partikel elementer dalam fisika modern sangat penting dalam memahami dasar-dasar dunia mikro dan memerlukan penilaian yang seimbang dan masuk akal tentang besarannya.

Dalam kondisi alami, proton dan elektron berada dalam keadaan terikat, membentuk pasangan proton-elektron. Kegagalan untuk memahami keadaan ini, serta gagasan yang salah bahwa muatan elektron dan proton sama nilai absolutnya dengan muatan dasar, membuat fisika modern tidak memiliki jawaban atas pertanyaan: berapakah nilai sebenarnya dari muatan listrik proton, elektron, dan foton?

Muatan listrik proton dan elektron. Dalam keadaan alaminya, pasangan proton-elektron ada dalam bentuk unsur kimia atom hidrogen. Menurut teori: “Atom hidrogen adalah unit struktural materi yang tidak dapat direduksi, menuju tabel periodik Mendeleev. Dalam hal ini, jari-jari atom hidrogen harus diklasifikasikan sebagai konstanta fundamental. … Jari-jari Bohr yang dihitung adalah = 0,529 . Ini penting karena tidak ada metode langsung untuk mengukur jari-jari atom hidrogen. …jari-jari Bohr adalah jari-jari keliling orbit lingkaran elektron, dan ini didefinisikan sepenuhnya sesuai dengan pemahaman yang diterima secara umum tentang istilah "jari-jari."

Diketahui juga bahwa pengukuran jari-jari proton dilakukan menggunakan atom hidrogen biasa, yang menghasilkan (CODATA -2014) menghasilkan 0,8751 ± 0,0061 femtometer (1 fm = 10 15 m).

Untuk memperkirakan besarnya muatan listrik sebuah proton (elektron), kita menggunakan persamaan umum untuk muatan listrik:

q = (1/ k) 1/2 kamu r (ρ S) 1/2 , (1)

di mana k = 1 / 4πε 0 adalah koefisien proporsionalitas dari ekspresi hukum Coulomb,

0 8.85418781762039 10 12 F m 1 adalah konstanta listrik; u – kecepatan, – kerapatan fluks eter; S adalah penampang tubuh proton (elektron).

Kami mengubah ekspresi (1) sebagai berikut

q = (1/ k) 1/2 kamu r (NONA/ V) 1/2 ,

di mana V = r S – volume tubuh, m — massa partikel elementer.

Sebuah proton dan elektron adalah dueton: - struktur yang terdiri dari dua badan toroidal yang dihubungkan oleh permukaan samping tori, simetris terhadap bidang fisi, oleh karena itu

q = (1/ k) 1/2 kamu r (m2 S T/2 V T) 1/2 ,

di mana S T- bagian, r- panjangnya, V T = r ST adalah volume torus.

q = (1/ k) 1/2 kamu r (mS T/ V T) 1/2 ,

q = (1/k) 1/2 u r (mS T /rS T) 1/2 ,

q = (1/ k) 1/2 kamu (Pak) 1/2 . (2)

Ekspresi (2) adalah modifikasi dari ekspresi (1) untuk muatan listrik proton (elektron).

Misalkan R 2 = 0.2 R 1 , di mana R 1 adalah jari-jari terluar dan R 2 adalah jari-jari dalam torus.

r= 2π 0,6 R 1 ,

masing-masing, muatan listrik proton dan elektron

q = ( 1/ k) 1/2 kamu (m 2π 0,6 R1 ) 1/2 ,

q= (2π 0,6 / k) 1/2 kamu (m R1 ) 1/2 ,

q= 2π ( 1.2 ε 0 ) 1/2 kamu (m R1 ) 1/2

q = 2.19 π (ε 0 ) 1/2 kamu (m R1 ) 1/2 (3)

Ekspresi (3) adalah bentuk ekspresi untuk besarnya muatan listrik untuk proton dan elektron.

Pada kamu = 3∙10 8 m / c - kecepatan suara kedua eter, ekspresi 2.19 π (ε 0 ) 1/2 kamu = 2.19 π( 8.85418781762 10 12 f/m ) 1/2 3∙10 8 m / c = 0,6142∙ 10 4 m 1/2 F 1/2 s -1 .

Mari kita asumsikan bahwa jari-jari proton (elektron) pada struktur di atas adalah jari-jari R 1 .

Untuk proton, diketahui bahwa m p \u003d 1,672 10 -27 kg, R 1 \u003d r p \u003d 0,8751 10 -15 m, maka

qR = 2.19 π (ε 0 ) 1/2 kamu (m R1 ) 1/2 = 0,6142∙10 4 [m 1/2 F 1/2 s -1 ] (1,672∙10 -27 [kg]

0,8751∙10 -15 [m]) 1/2 = 0,743∙10 -17 C.

Jadi, muatan listrik proton qR= 0,743∙10 -17 C.

Untuk sebuah elektron, diketahui bahwa m e \u003d 0,911 10 -31 kg. Untuk menentukan jari-jari elektron, dengan asumsi bahwa struktur elektron mirip dengan struktur proton, dan kerapatan fluks eter dalam tubuh elektron juga sama dengan kerapatan fluks eter dalam tubuh dari proton, kita menggunakan hubungan yang diketahui antara massa proton dan elektron, yang sama dengan

m p / m e = 1836,15.

Maka r p / r e = (m p / m e) 1/3 = 1836,15 1/3 = 12.245, yaitu r e = r p / 12.245.

Mengganti data untuk elektron ke dalam ekspresi (3), kami memperoleh

q e = 0,6142∙10 4 [m 1/2 F 1/2 / s] (0,911∙10 -31 [kg] 0,8751∙10 -15 [m] / 12,245) 1/2 =

0,157∙10 -19 C.

Jadi, muatan listrik elektron quh = 0,157∙10 -19 Kl.

Muatan spesifik proton

q p /m p = 0,743∙10 -17 [C] / 1,672∙10 -27 [kg] = 0,444∙10 10 C /kg.

Muatan spesifik elektron

q e / m e \u003d 0,157 10 -19 [C] / 0,911 10 -31 [kg] = 0,172 10 12 C / kg.

Nilai yang diperoleh dari muatan listrik proton dan elektron adalah perkiraan dan tidak memiliki status dasar. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa parameter geometris dan fisik proton dan elektron dalam pasangan proton-elektron saling bergantung dan ditentukan oleh lokasi pasangan proton-elektron dalam atom zat dan diatur oleh hukum kekekalan momentum sudut. Ketika jari-jari orbit elektron berubah, massa proton dan elektron berubah, dan, karenanya, kecepatan rotasi di sekitar sumbu rotasinya sendiri. Karena muatan listrik sebanding dengan massa, perubahan massa proton atau elektron, masing-masing, akan menyebabkan perubahan muatan listriknya.

Jadi, di semua atom materi, muatan listrik proton dan elektron berbeda satu sama lain dan memiliki nilai spesifiknya sendiri, namun, dalam pendekatan pertama, nilainya dapat diperkirakan sebagai nilai muatan listrik proton dan elektron atom hidrogen, didefinisikan di atas. Selain itu, keadaan ini menunjukkan bahwa muatan listrik atom suatu zat adalah karakteristik uniknya, yang dapat digunakan untuk mengidentifikasinya.

Mengetahui besarnya muatan listrik proton dan elektron untuk atom hidrogen, adalah mungkin untuk memperkirakan gaya elektromagnetik yang menjamin stabilitas atom hidrogen.

Sesuai dengan hukum Coulomb yang dimodifikasi, gaya tarik listrik Fpr akan sama dengan

Fpr \u003d k (q 1 - q 2) 2 / r 2, pada q 1 q 2,

di mana q 1 adalah muatan listrik proton, q 2 adalah muatan listrik elektron, r adalah jari-jari atom.

Fpr =(1/4πε 0)(q 1 - q 2) 2 / r 2 = (1/4π 8.85418781762039 10 12 f m 1)

• (0,743∙10 -17 C - 0,157∙10 -19 C) 2 / (5.2917720859 10 -11) 2 \u003d 0,1763 10 -3 N.

Dalam atom hidrogen, gaya tarik listrik (Coulomb) sebesar 0,1763 10 -3 N bekerja pada elektron.Karena atom hidrogen dalam keadaan stabil, gaya tolak menolak juga 0,1763 10 -3 N. Sebagai perbandingan, seluruh literatur ilmiah dan pendidikan memberikan perhitungan gaya interaksi listrik, misalnya, yang memberikan hasil 0,923 10 -7 N. Perhitungan yang diberikan dalam literatur tidak benar, karena didasarkan pada kesalahan yang dibahas di atas.

Fisika modern menyatakan bahwa energi minimum yang diperlukan untuk menarik elektron dari suatu atom disebut energi ionisasi atau energi ikat, yang untuk atom hidrogen adalah 13,6 eV. Mari kita perkirakan energi ikat proton dan elektron dalam atom hidrogen berdasarkan nilai yang diperoleh dari muatan listrik proton dan elektron.

Est. \u003d F pr r n \u003d 0.1763 10 -3 6.24151 10 18 eV / m 5.2917720859 10 -11 \u003d 58271 eV.

Energi ikat proton dan elektron dalam atom hidrogen adalah 58,271 KeV.

Hasil yang diperoleh menunjukkan ketidaktepatan konsep energi ionisasi dan kekeliruan postulat kedua Bohr: “ Cahaya dipancarkan ketika sebuah elektron bergerak dari keadaan stasioner dengan energi lebih tinggi ke keadaan stasioner dengan energi lebih rendah. Energi foton yang dipancarkan sama dengan perbedaan antara energi keadaan stasioner.” Dalam proses eksitasi pasangan proton-elektron di bawah pengaruh faktor eksternal, elektron dipindahkan (dilepas) dari proton dengan jumlah tertentu, yang nilai maksimumnya ditentukan oleh energi ionisasi. Setelah pembangkitan foton oleh pasangan proton-elektron, elektron kembali ke orbit semula.

Mari kita perkirakan besarnya perpindahan maksimum elektron pada eksitasi atom hidrogen oleh beberapa faktor eksternal dengan energi 13,6 eV.

Jari-jari atom hidrogen akan menjadi sama dengan 5.29523 10 11, yaitu, akan meningkat sekitar 0,065%.

Muatan listrik foton. Menurut konsep eterodinamika, foton adalah: partikel dasar, yang merupakan pusaran toroidal tertutup dari eter yang dipadatkan dengan gerakan melingkar dari torus (seperti roda) dan gerakan sekrup di dalamnya, melakukan gerakan translasi-sikloidal (sepanjang lintasan sekrup), karena momen gyroscopic dari rotasi dan rotasinya sendiri di sepanjang lintasan melingkar dan dirancang untuk mentransfer energi.

Berdasarkan struktur foton sebagai benda pusaran toroidal yang bergerak sepanjang lintasan heliks, di mana r adalah jari-jari luar, m adalah massa, adalah frekuensi alami rotasi, muatan listrik foton dapat direpresentasikan sebagai berikut.

Untuk menyederhanakan perhitungan, mari kita ambil panjang aliran eter dalam badan foton r =2π r ,

u = r γ , r 0 = 0,2 r adalah jari-jari bagian badan foton.

q = (1/k) 1/2 λ r 2πr γ (m λ /V V/2πr γ ) 1/2 = (1/k) 1/2 r ( m 2πr ) 1/2 =

= (4πε 0) 1/2 r γ (m 2πr γ ) 1/2 = 2π(2ε 0) 1/2 (m r 3 ) 1/2 ,

q γ λ = 2 π (2 ε 0 ) 1/2 ω γ λ (saya r 3 γ λ ) 1/2 . (4)

Ekspresi (4) mewakili muatan listrik foton itu sendiri tanpa memperhitungkan gerakan sepanjang lintasan melingkar. Parameter 0 , m , r γ adalah konstanta kuasi, yaitu. variabel, yang nilainya berubah secara tidak signifikan (fraksi %) di seluruh wilayah keberadaan foton (dari inframerah ke gamma). Ini berarti bahwa muatan listrik foton itu sendiri adalah fungsi dari frekuensi rotasi di sekitar sumbunya sendiri. Seperti yang ditunjukkan dalam pekerjaan, rasio frekuensi foton gamma γ λ terhadap foton inframerah γ λ adalah sekitar γ λ Г /ω 1000, dan besarnya muatan listrik foton itu sendiri berubah sesuai. Dalam kondisi modern, nilai ini tidak dapat diukur, oleh karena itu hanya memiliki nilai teoretis.

Menurut definisi foton, ia memiliki gerakan heliks yang kompleks, yang dapat diuraikan menjadi gerakan sepanjang jalur melingkar dan bujursangkar. Untuk memperkirakan nilai total muatan listrik foton, perlu diperhitungkan pergerakan sepanjang lintasan melingkar. Dalam hal ini, muatan listrik foton itu sendiri ternyata didistribusikan di sepanjang lintasan melingkar ini. Mempertimbangkan periodisitas gerakan, di mana langkah lintasan heliks ditafsirkan sebagai panjang gelombang foton, kita dapat berbicara tentang ketergantungan nilai muatan listrik total foton pada panjang gelombangnya.

Dari sifat fisik muatan listrik mengikuti proporsionalitas besarnya muatan listrik dengan massanya, dan karenanya volumenya. Jadi, muatan listrik foton itu sendiri sebanding dengan volume tubuh foton itu sendiri (V ). Demikian pula, muatan listrik total foton, dengan memperhitungkan pergerakan sepanjang lintasan melingkar, akan sebanding dengan volume (V ), yang akan membentuk foton yang bergerak di sepanjang lintasan melingkar.

q λ = q λ V /V = q γ λ 2π 2 R λ r 2 /2π 2 Lr 3 = q γ R / L 2 r ,

q λ = q γ λ R λ / L 2 r γ λ . (5)

di mana L = r 0γλ /r adalah parameter struktur foton yang sama dengan rasio jari-jari bagian terhadap jari-jari luar badan foton (≈ 0.2), V = 2π 2 R r 2 adalah volume torus, R adalah jari-jari lingkaran rotasi lingkaran pembangkit torus; r adalah jari-jari lingkaran pembangkit dari torus.

q λ = q γ λ R λ / L 2 r γ λ = 2π(2ε 0) 1/2 (m r 3 ) 1/2 R λ / L 2 r γ λ ,

q λ = 2 π (2 ε 0 ) 1/2 ω γ λ (saya r γ λ ) 1/2 R λ / L 2 . (6)

Ekspresi (6) mewakili muatan listrik total sebuah foton. Karena ketergantungan total muatan listrik pada parameter geometris foton, yang nilainya saat ini diketahui dengan kesalahan besar, tidak mungkin untuk mendapatkan nilai pasti muatan listrik dengan perhitungan. Namun, evaluasinya memungkinkan kita untuk menarik sejumlah kesimpulan teoretis dan praktis yang signifikan.

Untuk data dari pekerjaan , mis. pada = 225 nm, ω γ λ 6,6641 10 30 rpm,

saya 10 -40kg, r γ λ 10 -20 m, R λ 0,179 10 -16 m, L 0,2, kita memperoleh nilai muatan listrik total foton:

q λ = 0, 786137 10 -19 Cl.

Nilai yang diperoleh dari muatan listrik total foton dengan panjang gelombang 225 nm sesuai dengan nilai yang diukur oleh R. Millikan (1,592 10 -19 C), yang kemudian menjadi konstanta fundamental, mengingat nilainya sesuai dengan muatan listrik dua foton. Nilai dua kali lipat dari muatan listrik yang dihitung dari foton:

2q λ = 1.57227 10 -19 C,

dalam Sistem Satuan Internasional (SI), muatan listrik dasar adalah 1,602 176 6208(98) 10 19 C. Nilai ganda dari muatan listrik dasar disebabkan oleh fakta bahwa pasangan proton-elektron, karena simetrinya, selalu menghasilkan dua foton. Keadaan ini secara eksperimental dikonfirmasi oleh adanya proses seperti pemusnahan pasangan elektron-positron, yaitu. dalam proses saling pemusnahan elektron dan positron, dua foton memiliki waktu untuk dihasilkan, serta keberadaan perangkat terkenal seperti photomultiplier dan laser.

Kesimpulan. Jadi, dalam karya ini ditunjukkan bahwa muatan listrik adalah sifat dasar alam, yang memainkan peran penting dalam memahami esensi partikel elementer, atom, dan struktur lain dari dunia mikro.

Esensi eterodinamika dari muatan listrik memungkinkan untuk mendukung interpretasi struktur, sifat, dan parameter partikel elementer yang berbeda dari yang dikenal dalam fisika modern.

Berdasarkan model eterodinamika atom hidrogen dan sifat fisik muatan listrik, perkiraan muatan listrik proton, elektron dan foton diberikan.

Data untuk proton dan elektron, mengingat kurangnya konfirmasi eksperimental saat ini, bersifat teoretis, namun, dengan mempertimbangkan kesalahan, mereka dapat digunakan baik dalam teori maupun dalam praktik.

Data untuk foton sangat sesuai dengan hasil eksperimen terkenal dalam mengukur besarnya muatan listrik dan mendukung representasi yang salah dari muatan listrik dasar.

Literatur:

1. Lyamin VS, Lyamin DV Esensi fisik muatan listrik.
2. Kasterin N. P. Generalisasi persamaan dasar aerodinamika dan elektrodinamika
   (Bagian aerodinamis). Soal-soal Fisika Hidrodinamika / Kumpulan artikel, ed. Akademisi Akademi Ilmu Pengetahuan BSSR A.V. Lykov. - Minsk: Institut Perpindahan Panas dan Massa dari Akademi Ilmu Pengetahuan BSSR, 1971, hal. 268 - 308.
3. Atsyukovsky V.A. Eterodinamika umum. Pemodelan struktur materi dan bidang berdasarkan konsep eter gas. Edisi kedua. M.: Energoatomizdat, 2003. 584 hal.
4. Emelyanov V. M. Model standar dan ekstensinya. - M.: Fizmatlit, 2007. - 584 hal.
5. Tutup F. Pengenalan quark dan parton. - M.: Mir, 1982. - 438 hal.
6. Akhiezer A I, Rekalo M P "Muatan listrik partikel elementer" UFN 114 487–508 (1974).
.
7. Ensiklopedia Fisik. Dalam 5 volume. - M.: Ensiklopedia Soviet. Pemimpin Redaksi A. M. Prokhorov. 1988.

Lyamin V.S. , Lyamin D.V. Lvov

Jika Anda sudah familiar dengan struktur atom, maka Anda mungkin tahu bahwa atom dari setiap unsur terdiri dari tiga jenis partikel elementer: proton, elektron, neutron. Proton bergabung dengan neutron untuk membentuk inti atom.Karena proton memiliki muatan positif, inti atom selalu bermuatan positif. inti atom dikompensasi oleh awan partikel elementer lain yang mengelilinginya. Elektron bermuatan negatif adalah bagian dari atom yang menstabilkan muatan proton. Tergantung pada inti atom yang mengelilinginya, suatu unsur dapat bersifat netral secara listrik (dalam hal jumlah proton dan elektron yang sama dalam sebuah atom), atau memiliki muatan positif atau negatif (dalam hal kekurangan atau kelebihan elektron, masing-masing). Atom dari suatu unsur yang membawa muatan tertentu disebut ion.

Penting untuk diingat bahwa jumlah protonlah yang menentukan sifat-sifat unsur dan posisinya dalam tabel periodik. D.I. Mendeleev. Neutron dalam inti atom tidak bermuatan. Karena kenyataan bahwa kedua proton sebanding dan praktis sama satu sama lain, dan massa elektron dapat diabaikan dibandingkan dengan mereka (1836 kali lebih sedikit, jumlah neutron dalam inti atom memainkan peran yang sangat penting, yaitu: itu menentukan stabilitas sistem dan kecepatan inti.Isi neutron ditentukan oleh isotop (variasi) elemen.

Namun, karena perbedaan antara massa partikel bermuatan, proton dan elektron memiliki muatan spesifik yang berbeda (nilai ini ditentukan oleh rasio muatan partikel elementer dengan massanya). Akibatnya, muatan spesifik proton adalah 9,578756(27) 107 C/kg versus -1,758820088(39) 1011 untuk elektron. Karena tingginya nilai muatan spesifik, proton bebas tidak dapat eksis dalam media cair: mereka dapat menerima hidrasi.

Massa dan muatan proton adalah besaran spesifik yang ditetapkan pada awal abad terakhir. Ilmuwan mana yang membuat ini - salah satu yang terbesar - penemuan abad kedua puluh? Kembali pada tahun 1913, Rutherford, berdasarkan fakta bahwa massa semua unsur kimia yang diketahui lebih besar dari massa atom hidrogen dengan bilangan bulat beberapa kali, menyarankan bahwa inti atom hidrogen termasuk dalam inti atom. dari elemen apa pun. Beberapa saat kemudian, Rutherford melakukan percobaan di mana ia mempelajari interaksi inti atom nitrogen dengan partikel alfa. Sebagai hasil percobaan, sebuah partikel terbang keluar dari inti atom, yang disebut Rutherford "proton" (dari kata Yunani "protos" - yang pertama) dan menyarankan bahwa itu adalah inti atom hidrogen. Asumsi tersebut dibuktikan secara eksperimental selama melakukan kembali eksperimen ilmiah ini di ruang awan.

Rutherford yang sama pada tahun 1920 mengajukan hipotesis tentang keberadaan dalam inti atom dari sebuah partikel yang massanya sama dengan massa proton, tetapi tidak membawa muatan listrik. Namun, Rutherford sendiri gagal mendeteksi partikel ini. Tetapi pada tahun 1932, muridnya, Chadwick, secara eksperimental membuktikan keberadaan neutron dalam inti atom - sebuah partikel, seperti yang diprediksi oleh Rutherford, yang massanya kira-kira sama dengan proton. Lebih sulit untuk mendeteksi neutron, karena mereka tidak memiliki muatan listrik dan, karenanya, tidak berinteraksi dengan inti lain. Tidak adanya muatan menjelaskan sifat neutron seperti daya tembus yang sangat tinggi.

Proton dan neutron terikat dalam inti atom melalui interaksi yang sangat kuat. Sekarang fisikawan setuju bahwa kedua partikel nuklir dasar ini sangat mirip satu sama lain. Jadi, mereka memiliki putaran yang sama, dan gaya nuklir bekerja pada mereka dengan cara yang persis sama. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa muatan proton adalah positif, sedangkan neutron tidak memiliki muatan sama sekali. Tetapi karena muatan listrik dalam interaksi nuklir tidak penting, itu hanya dapat dianggap sebagai semacam label untuk proton. Namun, jika untuk menghilangkan proton dari muatan listrik, maka ia akan kehilangan individualitasnya.

Dalam artikel ini Anda akan menemukan informasi tentang proton sebagai partikel elementer yang mendasari alam semesta beserta unsur-unsur lain yang digunakan dalam kimia dan fisika. Sifat-sifat proton, karakteristiknya dalam kimia dan stabilitas akan ditentukan.

Apa itu proton?

Proton adalah salah satu perwakilan dari partikel elementer, yang disebut baryon, e.ch. di mana fermion berinteraksi kuat, dan partikel itu sendiri terdiri dari 3 quark. Proton adalah partikel yang stabil dan memiliki momentum pribadi - spin . Penunjukan fisik proton adalah p(atau p +)

Proton adalah partikel elementer yang mengambil bagian dalam proses termonuklir. Reaksi semacam inilah yang pada dasarnya merupakan sumber energi utama yang dihasilkan oleh bintang-bintang di seluruh alam semesta. Hampir seluruh jumlah energi yang dilepaskan oleh Matahari hanya ada karena kombinasi 4 proton menjadi satu inti helium dengan pembentukan satu neutron dari dua proton.

Sifat-sifat yang melekat pada proton

Proton adalah salah satu baryon. Itu adalah fakta. Muatan dan massa proton adalah konstan. Secara elektrik, proton bermuatan +1, dan massanya ditentukan dalam berbagai satuan pengukuran dan adalah 938,272 0813(58) dalam MeV, dalam kilogram proton, beratnya adalah 1,672 621 898(21) 10 27 kg, dalam satuan massa atom berat proton adalah 1,007 276 466 879(91) a. m., dan dalam kaitannya dengan massa elektron, proton memiliki berat 1836,152 673 89 (17) dalam kaitannya dengan elektron.

Proton, definisi yang telah diberikan di atas, dari sudut pandang fisika, adalah partikel elementer dengan proyeksi isospin +½, dan fisika nuklir memahami partikel ini dengan tanda yang berlawanan. Proton itu sendiri adalah nukleon, dan terdiri dari 3 quark (dua quark u dan satu quark d).

Struktur proton diselidiki secara eksperimental oleh seorang fisikawan nuklir dari Amerika Serikat - Robert Hofstadter. Untuk mencapai tujuan ini, fisikawan bertabrakan proton dengan elektron berenergi tinggi, dan untuk deskripsi ia dianugerahi Hadiah Nobel dalam Fisika.

Komposisi proton termasuk inti (inti berat), yang mengandung sekitar tiga puluh lima persen energi muatan listrik proton dan memiliki kerapatan yang agak tinggi. Cangkang yang mengelilingi inti relatif jarang. Kulitnya terutama terdiri dari meson virtual tipe dan p dan membawa sekitar lima puluh persen potensial listrik proton dan terletak pada jarak yang kira-kira sama dengan 0,25 * 10 13 hingga 1,4 * 10 13 . Lebih jauh lagi, pada jarak sekitar 2,5*10 13 sentimeter, kulit terdiri dari dan w meson maya dan mengandung kira-kira lima belas persen sisa muatan listrik proton.

Stabilitas dan stabilitas proton

Dalam keadaan bebas, proton tidak menunjukkan tanda-tanda peluruhan, yang menunjukkan stabilitasnya. Keadaan stabil proton, sebagai perwakilan baryon yang paling ringan, ditentukan oleh hukum kekekalan jumlah baryon. Tanpa melanggar hukum SBC, proton dapat meluruh menjadi neutrino, positron, dan partikel elementer lain yang lebih ringan.

Proton inti atom memiliki kemampuan untuk menangkap beberapa jenis elektron yang memiliki kulit atom K, L, M. Proton, setelah menyelesaikan penangkapan elektron, masuk ke neutron dan sebagai hasilnya melepaskan neutrino, dan "lubang" yang terbentuk sebagai hasil dari penangkapan elektron diisi oleh elektron dari atas lapisan atom yang mendasarinya.

Dalam kerangka acuan non-inersia, proton harus memperoleh masa hidup terbatas yang dapat dihitung, hal ini disebabkan oleh efek (radiasi) Unruh, yang dalam teori medan kuantum memprediksi kemungkinan perenungan radiasi termal dalam kerangka acuan yang dipercepat. dengan tidak adanya jenis radiasi ini. Jadi, dengan keberadaan waktu yang terbatas, sebuah proton dapat mengalami peluruhan beta menjadi positron, neutron, atau neutrino, meskipun proses peluruhan itu sendiri dilarang oleh ESE.

Penggunaan proton dalam kimia

Proton adalah atom H yang dibangun dari satu proton dan tidak memiliki elektron, jadi dalam pengertian kimia, proton adalah salah satu inti atom H. Neutron yang dipasangkan dengan proton menciptakan inti atom. Dalam PTCE Dmitri Ivanovich Mendeleev, nomor unsur menunjukkan jumlah proton dalam atom unsur tertentu, dan nomor unsur ditentukan oleh muatan atom.

Kation hidrogen adalah akseptor elektron yang sangat kuat. Dalam kimia, proton diperoleh terutama dari asam yang bersifat organik dan mineral. Ionisasi adalah cara untuk menghasilkan proton dalam fase gas.

Pada bagian pertanyaan Berapakah muatan proton? diberikan oleh penulis Eropa jawaban terbaik adalah muatan elektron dengan tanda yang berlawanan.

Jawaban dari sel tubuh[guru]
q=1.6021917E-19coulomb (E-19 berarti 10 pangkat 19 minus).

Jawaban dari hasil[anak baru]
1,6* 10^(-19) sel atau 1 elektron

Jawaban dari staf[menguasai]
Proton adalah partikel elementer. Mengacu pada hadron, memiliki putaran 1/2, muatan listrik +1. Dianggap sebagai nukleon dengan proyeksi isospin +1/2. Terdiri dari tiga quark (satu d-quark dan dua u-quark). Stabil (batas bawah pada masa pakai adalah 2,9×1029 tahun terlepas dari saluran peluruhan, 1,6×1033 tahun untuk peluruhan menjadi positron dan pion netral). Massa proton 938.271998±0.000038 MeV atau 1.00727646688±0.00000000013 a.u. em atau 1,672 622 964 10−27 kg.
Inti atom hidrogen terdiri dari satu proton. Proton dalam pengertian kimia adalah inti atom hidrogen (lebih tepatnya, isotop ringannya - protium) tanpa elektron. Dalam fisika, proton dilambangkan dengan huruf p. Penunjukan kimia proton (ion hidrogen positif) adalah H+, penunjukan astrofisika adalah HII.
Proton (bersama dengan neutron) adalah konstituen utama dari inti atom. Muatan inti ditentukan oleh jumlah proton di dalamnya.
Muatan proton qpr = + e.
Muatan listrik proton = 1,6*10^(-19) C
Massa proton kira-kira 1840 kali lebih besar dari massa elektron.

Neutron ditemukan oleh fisikawan Inggris James Chadwick pada tahun 1932. Massa neutron adalah 1,675·10-27 kg, yang 1839 kali lebih besar dari massa elektron. Neutron tidak memiliki muatan listrik.

Merupakan kebiasaan di antara ahli kimia untuk menggunakan satuan massa atom, atau dalton (d), yang kira-kira sama dengan massa proton. Massa proton dan massa neutron kira-kira sama dengan satuan massa atom.

2.3.2 Struktur inti atom

Beberapa ratus jenis inti atom yang berbeda diketahui ada. Bersama dengan elektron yang mengelilingi nukleus, mereka membentuk atom dari berbagai unsur kimia.

Meskipun struktur rinci inti belum ditetapkan, fisikawan dengan suara bulat setuju bahwa inti dapat dianggap terdiri dari proton dan neutron.

Mari kita pertimbangkan dulu deuteron sebagai contoh. Ini adalah inti atom hidrogen berat, atau atom deuterium. Deuteron memiliki muatan listrik yang sama dengan proton, tetapi massanya kira-kira dua kali muatan listriknya sebagai proton, tetapi massanya kira-kira dua kali massa proton. Diyakini bahwa deuteron terdiri dari satu proton dan satu neutron.

Inti atom helium, juga disebut partikel alfa atau helium, memiliki muatan listrik dua kali lipat proton dan massa sekitar empat kali proton. Partikel alfa dianggap terdiri dari dua proton dan dua neutron.

2.4 Orbital atom

Orbital atom adalah ruang di sekitar inti di mana elektron paling mungkin ditemukan.

Elektron yang bergerak dalam orbital membentuk lapisan elektron, atau tingkat energi.

Jumlah maksimum elektron dalam tingkat energi ditentukan oleh rumus:

N = 2 n2 ,

di mana n adalah bilangan kuantum utama;

N adalah jumlah elektron maksimum.

Elektron yang memiliki nilai bilangan kuantum utama yang sama berada pada tingkat energi yang sama. Tingkat listrik yang ditandai dengan nilai n=1,2,3,4,5 dst. ditetapkan sebagai K,L,M,N dst. Menurut rumus di atas, tingkat energi pertama (paling dekat dengan inti) dapat mengandung - 2, yang kedua - 8, yang ketiga - 18 elektron, dan seterusnya.

Bilangan kuantum utama menentukan nilai energi dalam atom. Elektron dengan cadangan energi terkecil berada pada tingkat energi pertama (n=1). Ini sesuai dengan orbital s, yang memiliki bentuk bola. Elektron yang menempati orbital s disebut elektron s.

Mulai dari n=2, tingkat energi dibagi lagi menjadi subtingkat, yang berbeda satu sama lain oleh energi ikat dengan nukleus. Ada sublevel s-, p-, d- dan f. Bentuk sublevel, menghuni bentuk yang sama.

Tingkat energi kedua (n=2) memiliki orbital s (dilambangkan 2s-orbital) dan tiga orbital p (dilambangkan orbital 2p). Elektron 2s lebih jauh dari inti daripada elektron 1s dan memiliki lebih banyak energi. Setiap orbital 2p berbentuk volume delapan, terletak pada sumbu yang tegak lurus terhadap sumbu dua orbital p lainnya (dilambangkan orbital px-, py-, pz -). Elektron pada orbital p disebut elektron p.

Tingkat energi ketiga memiliki tiga sublevel (3s, 3p, 3d). Sublevel d terdiri dari lima orbital.

Tingkat energi keempat (n=4) memiliki 4 sublevel (4s, 4p, 4d dan 4f). Sublevel f terdiri dari tujuh orbital.

Menurut prinsip Pauli, tidak lebih dari dua elektron dapat berada dalam satu orbital. Jika ada satu elektron dalam orbital, itu disebut tidak berpasangan. Jika ada dua elektron, maka mereka berpasangan. Selain itu, elektron yang dipasangkan harus memiliki spin yang berlawanan. Secara sederhana, spin dapat direpresentasikan sebagai rotasi elektron di sekitar sumbunya sendiri searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam.

pada gambar. 3 menunjukkan pengaturan relatif tingkat energi dan sublevel. Perlu dicatat bahwa sublevel 4s terletak di bawah sublevel 3d.

Distribusi elektron dalam atom di atas tingkat energi dan sublevel digambarkan menggunakan rumus elektronik, misalnya:

Angka di depan huruf menunjukkan jumlah tingkat energi, huruf menunjukkan bentuk awan elektron, angka di kanan atas huruf menunjukkan jumlah elektron dengan bentuk awan ini.

Dalam rumus elektronik grafis, orbital atom digambarkan sebagai persegi, elektron digambarkan sebagai panah (arah putaran) (Tabel 1)