ამ სტატიაში, ელექტრული მუხტის ეთეროდინამიკური არსის და ელემენტარული ნაწილაკების სტრუქტურების საფუძველზე, მოცემულია პროტონის, ელექტრონის და ფოტონის ელექტრული მუხტების მნიშვნელობების გაანგარიშება.

ცრუ ცოდნა უფრო საშიშია ვიდრე უცოდინრობა
ჯ.ბ.შო

შესავალი.თანამედროვე ფიზიკაში ელექტრული მუხტი არის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელი და ელემენტარული ნაწილაკების განუყოფელი თვისება. ეთეროდინამიკური კონცეფციის საფუძველზე განსაზღვრული ელექტრული მუხტის ფიზიკური არსიდან გამომდინარეობს მთელი რიგი თვისებები, როგორიცაა ელექტრული მუხტის სიდიდის პროპორციულობა მისი მატარებლის მასასთან; ელექტრული მუხტი არ არის კვანტიზებული, მაგრამ ატარებს კვანტებს (ნაწილაკებს); ელექტრული მუხტის სიდიდე არის ნიშანი-განსაზღვრული, ანუ ყოველთვის დადებითი; რომლებიც მნიშვნელოვან შეზღუდვებს აწესებენ ელემენტარული ნაწილაკების ბუნებაზე. კერძოდ: ბუნებაში არ არსებობს ელემენტარული ნაწილაკები, რომლებსაც არ აქვთ ელექტრული მუხტი; ელემენტარული ნაწილაკების ელექტრული მუხტის მნიშვნელობა დადებითია და ნულზე მეტია. ფიზიკური არსიდან გამომდინარე, ელექტრული მუხტის სიდიდე განისაზღვრება მასით, ეთერის დინების სიჩქარით, რომელიც ქმნის ელემენტარული ნაწილაკების სტრუქტურას და მათ გეომეტრიულ პარამეტრებს. ელექტრული მუხტის ფიზიკური არსი ( ელექტრული მუხტი არის ეთერის ნაკადის საზომი) ცალსახად განსაზღვრავს ელემენტარული ნაწილაკების ეთეროდინამიკურ მოდელს, რითაც ხსნის ელემენტარული ნაწილაკების სტრუქტურის საკითხს, ერთის მხრივ, და მიუთითებს ელემენტარული ნაწილაკების სტანდარტული, კვარკისა და სხვა მოდელების წარუმატებლობაზე, მეორეს მხრივ.

ელექტრული მუხტის სიდიდე ასევე განსაზღვრავს ელემენტარული ნაწილაკების ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების ინტენსივობას. ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების დახმარებით ხორციელდება პროტონებისა და ელექტრონების ურთიერთქმედება ატომებსა და მოლეკულებში. ამრიგად, ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება განსაზღვრავს ასეთი მიკროსკოპული სისტემების სტაბილური მდგომარეობის შესაძლებლობას. მათი ზომები არსებითად განისაზღვრება ელექტრონისა და პროტონის ელექტრული მუხტების სიდიდით.

თანამედროვე ფიზიკის მიერ თვისებების არასწორმა ინტერპრეტაციამ, როგორიცაა დადებითი და უარყოფითი, ელემენტარული, დისკრეტული, კვანტიზებული ელექტრული მუხტის არსებობა და ა.შ., ელექტრული მუხტის სიდიდის გაზომვის ექსპერიმენტების არასწორმა ინტერპრეტაციამ გამოიწვია მთელი რიგი უხეში შეცდომები ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკაში (ელექტრონის უსტრუქტურობა, ნულოვანი მასა და ფოტონის მუხტი, ნეიტრინოს არსებობა, პროტონისა და ელექტრონის ელექტრული მუხტების აბსოლუტური მნიშვნელობის თანასწორობა ელემენტარულთან).

ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარეობს, რომ თანამედროვე ფიზიკაში ელემენტარული ნაწილაკების ელექტრულ მუხტს გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს მიკროსამყაროს საფუძვლების გასაგებად და მოითხოვს მათი სიდიდის დაბალანსებულ და გონივრულ შეფასებას.

ბუნებრივ პირობებში პროტონები და ელექტრონები შეკრულ მდგომარეობაში არიან და ქმნიან პროტონ-ელექტრონულ წყვილებს. ამ გარემოების გაუგებრობამ, ისევე როგორც მცდარმა აზრმა, რომ ელექტრონისა და პროტონის მუხტები აბსოლუტური მნიშვნელობით ტოლია ელემენტარულზე, თანამედროვე ფიზიკამ უპასუხა კითხვაზე: რა არის ელექტრული მუხტების რეალური მნიშვნელობა. პროტონი, ელექტრონი და ფოტონი?

პროტონისა და ელექტრონის ელექტრული მუხტი.ბუნებრივ მდგომარეობაში პროტონ-ელექტრონის წყვილი წყალბადის ატომის ქიმიური ელემენტის სახით არსებობს. თეორიის მიხედვით: „წყალბადის ატომი არის მატერიის შეუქცევადი სტრუქტურული ერთეული, რომელიც სათავეშია მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში. ამ თვალსაზრისით, წყალბადის ატომის რადიუსი უნდა იყოს კლასიფიცირებული, როგორც ფუნდამენტური მუდმივი. … გამოთვლილი ბორის რადიუსი არის = 0,529 Å. ეს მნიშვნელოვანია, რადგან არ არსებობს წყალბადის ატომის რადიუსის გაზომვის პირდაპირი მეთოდები. ბორის რადიუსი არის ელექტრონის წრიული ორბიტის წრეწირის რადიუსი და იგი განისაზღვრება ტერმინის „რადიუსის“ ზოგადად მიღებული გაგებით.

ასევე ცნობილია, რომ პროტონის რადიუსის გაზომვები ჩატარდა ჩვეულებრივი წყალბადის ატომების გამოყენებით, რამაც (CODATA -2014) მიგვიყვანა 0,8751 ± 0,0061 ფემტომეტრამდე (1 fm = 10 −15 მ).

პროტონის (ელექტრონის) ელექტრული მუხტის სიდიდის შესაფასებლად ჩვენ ვიყენებთ ელექტრული მუხტის ზოგად გამოხატულებას:

ქ = (1/ კ) 1/2 u რ (ρ ს) 1/2 , (1)

სადაც k = 1 / 4πε 0 არის პროპორციულობის კოეფიციენტი კულონის კანონის გამოხატულებიდან,

ε0 ≈ 8,85418781762039 10 −12 F m −1 არის ელექტრული მუდმივი; u – სიჩქარე, ρ – ეთერის ნაკადის სიმკვრივე; S არის პროტონის (ელექტრონის) სხეულის განივი მონაკვეთი.

ჩვენ ვცვლით გამონათქვამს (1) შემდეგნაირად

ქ = (1/ კ) 1/2 u რ (ᲥᲐᲚᲑᲐᲢᲝᲜᲘ/ ვ) 1/2 ,

სადაც ვ = რ ს – სხეულის მოცულობა, მ — ელემენტარული ნაწილაკების მასა.

პროტონი და ელექტრონი დუტონებია: - სტრუქტურა, რომელიც შედგება ორი ტოროიდული სხეულისგან, რომლებიც დაკავშირებულია ტორის გვერდითი ზედაპირებით, სიმეტრიული დაშლის სიბრტყის მიმართ, შესაბამისად.

ქ = (1/ კ) 1/2 u რ (მ2 ს თ/2 ვ თ) 1/2 ,

სადაც ს თ- განყოფილება, რ- სიგრძე, ვ თ = რ სთარის ტორუსის მოცულობა.

ქ = (1/ კ) 1/2 u რ (mS T/ ვ თ) 1/2 ,

q = (1/კ) 1/2 u r (mS T /rS T) 1/2,

ქ = (1/ კ) 1/2 u (ბატონი) 1/2 . (2)

გამოხატულება (2) არის გამოხატვის (1) მოდიფიკაცია პროტონის (ელექტრონის) ელექტრული მუხტისთვის.

მოდით R 2 = 0.2 R 1 , სადაც R 1 არის გარე და R 2 არის ტორუსის შიდა რადიუსი.

რ= 2π 0.6 რ 1 ,

შესაბამისად, პროტონისა და ელექტრონის ელექტრული მუხტი

ქ = ( 1/ კ) 1/2 u (მ 2π 0.6 R1 ) 1/2 ,

ქ= (2π 0.6 / კ) 1/2 u (მ R1 ) 1/2 ,

ქ= 2π ( 1.2 ε 0 ) 1/2 u (მ R1 ) 1/2

ქ = 2.19 π (ε 0 ) 1/2 u (მ R1 ) 1/2 (3)

გამოხატულება (3) არის პროტონისა და ელექტრონის ელექტრული მუხტის სიდიდის გამოხატვის ფორმა.

ზე u = 3∙10 8 მ / გ - ეთერის მეორე ხმის სიჩქარე, გამოხატულება 2.19 π (ε 0 ) 1/2 u = 2.19 π( 8.85418781762 10 −12 ვ/მ ) 1/2 3∙10 8 მ / c = 0.6142∙ 10 4 m 1/2 F 1/2 s -1.

დავუშვათ, რომ ზემოთ მოცემულ სტრუქტურაში პროტონის (ელექტრონის) რადიუსი არის R 1 რადიუსი.

პროტონისთვის ცნობილია, რომ m p \u003d 1.672 ∙ 10 -27 კგ, R 1 \u003d r p \u003d 0.8751 10 -15 მ, შემდეგ

ქრ = 2.19 π (ε 0 ) 1/2 u (მ R1 ) 1/2 = 0,6142∙10 4 [m 1/2 F 1/2 s -1 ] ∙ (1.672∙10 -27 [კგ] ∙

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

ამრიგად, პროტონის ელექტრული მუხტი ქრ= 0,743∙10 -17 C.

ელექტრონისთვის ცნობილია, რომ m e \u003d 0,911 ∙ 10 -31 კგ. ელექტრონის რადიუსის დასადგენად, ვივარაუდოთ, რომ ელექტრონის სტრუქტურა პროტონის სტრუქტურის მსგავსია და ელექტრონის სხეულში ეთერის ნაკადის სიმკვრივე ასევე ტოლია სხეულში ეთერის ნაკადის სიმკვრივისა. პროტონის, ჩვენ ვიყენებთ ცნობილ მიმართებას პროტონისა და ელექტრონის მასებს შორის, რომელიც უდრის

m p / m e = 1836.15.

შემდეგ r p / r e = (m p / m e) 1/3 = 1836,15 1/3 = 12,245, ანუ r e = r p / 12,245.

ელექტრონის მონაცემების ჩანაცვლებით გამოსახულებაში (3), ვიღებთ

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

0.157∙10 -19 C.

ამრიგად, ელექტრონის ელექტრული მუხტი ქუჰ = 0,157∙10 -19 კლ.

პროტონის სპეციფიკური მუხტი

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

ელექტრონის სპეციფიკური მუხტი

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

პროტონისა და ელექტრონის ელექტრული მუხტების მიღებული მნიშვნელობები სავარაუდოა და არ გააჩნიათ ფუნდამენტური სტატუსი. ეს გამოწვეულია იმით, რომ პროტონ-ელექტრონის წყვილში პროტონისა და ელექტრონის გეომეტრიული და ფიზიკური პარამეტრები ურთიერთდამოკიდებულია და განისაზღვრება ნივთიერების ატომში პროტონ-ელექტრონის წყვილის მდებარეობით და რეგულირდება კანონით. კუთხის იმპულსის შენარჩუნება. როდესაც იცვლება ელექტრონის ორბიტის რადიუსი, იცვლება პროტონისა და ელექტრონის მასები, შესაბამისად, და შესაბამისად, ბრუნვის სიჩქარე ბრუნვის საკუთარი ღერძის გარშემო. ვინაიდან ელექტრული მუხტი მასის პროპორციულია, პროტონის ან ელექტრონის მასის ცვლილება, შესაბამისად, გამოიწვევს მათი ელექტრული მუხტების ცვლილებას.

ამრიგად, მატერიის ყველა ატომში, პროტონებისა და ელექტრონების ელექტრული მუხტები განსხვავდება ერთმანეთისგან და აქვთ საკუთარი სპეციფიკური მნიშვნელობა, თუმცა, პირველი მიახლოებით, მათი მნიშვნელობები შეიძლება შეფასდეს, როგორც ელექტრული მუხტის მნიშვნელობები. ზემოთ განსაზღვრული წყალბადის ატომის პროტონი და ელექტრონი. გარდა ამისა, ეს გარემოება მიუთითებს იმაზე, რომ ნივთიერების ატომის ელექტრული მუხტი მისი უნიკალური მახასიათებელია, რომლის საშუალებითაც შესაძლებელია მისი იდენტიფიცირება.

წყალბადის ატომისთვის პროტონისა და ელექტრონის ელექტრული მუხტების სიდიდის ცოდნით, შესაძლებელია შეფასდეს ელექტრომაგნიტური ძალები, რომლებიც უზრუნველყოფენ წყალბადის ატომის სტაბილურობას.

შეცვლილი კულონის კანონის შესაბამისად, მიზიდულობის ელექტრული ძალა Fprტოლი იქნება

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

სადაც q 1 არის პროტონის ელექტრული მუხტი, q 2 არის ელექტრონის ელექტრული მუხტი, r არის ატომის რადიუსი.

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 ნ.

წყალბადის ატომში ელექტრონზე მოქმედებს მიზიდულობის ელექტრული (კულონის) ძალა, რომელიც ტოლია 0,1763 10 -3 N. ვინაიდან წყალბადის ატომი სტაბილურ მდგომარეობაშია, მოგერიების მაგნიტური ძალა ასევე არის 0,1763 10 -3 N. შედარებისთვის, მთელი სამეცნიერო და საგანმანათლებლო ლიტერატურა იძლევა ელექტრული ურთიერთქმედების ძალის გამოთვლას, მაგალითად, რომელიც იძლევა შედეგს 0,923 10 -7 N. ლიტერატურაში მოცემული გაანგარიშება არასწორია, რადგან ის ეფუძნება ზემოთ განხილულ შეცდომებს.

თანამედროვე ფიზიკა ირწმუნება, რომ ატომიდან ელექტრონის გამოსაყვანად საჭირო მინიმალურ ენერგიას ეწოდება იონიზაციის ენერგია ან შებოჭვის ენერგია, რომელიც წყალბადის ატომისთვის არის 13,6 ევ. მოდით შევაფასოთ პროტონისა და ელექტრონის შეკავშირების ენერგია წყალბადის ატომში, პროტონისა და ელექტრონის ელექტრული მუხტის მიღებული მნიშვნელობების საფუძველზე.

ე წმ. \u003d F pr r n \u003d 0,1763 10 -3 6,24151 10 18 eV / m 5,2917720859 10 -11 \u003d 58271 eV.

პროტონისა და ელექტრონის შეკავშირების ენერგია წყალბადის ატომში არის 58,271 კევ.

მიღებული შედეგი მიუთითებს იონიზაციის ენერგიის კონცეფციის არასწორად და ბორის მეორე პოსტულატის მცდარობაზე: ” სინათლე გამოიყოფა, როდესაც ელექტრონი გადადის უფრო მაღალი ენერგიის სტაციონარული მდგომარეობიდან ქვედა ენერგიის სტაციონარულ მდგომარეობაში. გამოსხივებული ფოტონის ენერგია უდრის სხვაობას სტაციონარული მდგომარეობების ენერგიებს შორის“.პროტონ-ელექტრონული წყვილის აგზნების პროცესში გარე ფაქტორების გავლენით ელექტრონი გადაადგილდება (აცილება) პროტონიდან გარკვეული რაოდენობით, რომლის მაქსიმალური მნიშვნელობა განისაზღვრება იონიზაციის ენერგიით. პროტონ-ელექტრონული წყვილის მიერ ფოტონების წარმოქმნის შემდეგ ელექტრონი უბრუნდება თავის ყოფილ ორბიტას.

მოდით შევაფასოთ ელექტრონის მაქსიმალური გადაადგილების სიდიდე, როდესაც წყალბადის ატომი აღგზნებულია რაიმე გარე ფაქტორით 13,6 ევ ენერგიით.

წყალბადის ატომის რადიუსი ტოლი გახდება 5,29523 10 −11, ანუ გაიზრდება დაახლოებით 0,065%-ით.

ფოტონის ელექტრული მუხტი.ეთეროდინამიკური კონცეფციის მიხედვით, ფოტონი არის: ელემენტარული ნაწილაკი, რომელიც არის შეკუმშული ეთერის დახურული ტოროიდული მორევი ტორუსის რგოლური მოძრაობით (ბორბლების მსგავსად) და მის შიგნით ხრახნიანი მოძრაობით, რომელიც ახორციელებს ტრანსლაციურ-ციკლოიდურ მოძრაობას (ხრახნიანი ტრაექტორიის გასწვრივ), გიროსკოპული მომენტების გამო. საკუთარი ბრუნვა და ბრუნვა წრიული ტრაექტორიის გასწვრივ და შექმნილია ენერგიის გადასაცემად.

ფოტონის სტრუქტურაზე დაყრდნობით, როგორც ტოროიდული მორევის სხეული, რომელიც მოძრაობს სპირალური ტრაექტორიის გასწვრივ, სადაც r γ λ არის გარე რადიუსი, m γ λ არის მასა, ω γ λ არის ბრუნვის ბუნებრივი სიხშირე, ფოტონის ელექტრული მუხტი. შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად.

გამოთვლების გასამარტივებლად ავიღოთ ეთერის დინების სიგრძე ფოტონის სხეულში r =2π r γ λ ,

u = ω γ λ r γ λ , r 0 λ = 0,2 r γ λ არის ფოტონის სხეულის მონაკვეთის რადიუსი.

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

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

ქ γ λ = 2 π (2 ε 0 ) 1/2 ω γ λ (მ λ რ 3 γ λ ) 1/2 . (4)

გამოხატულება (4) წარმოადგენს ფოტონის საკუთარ ელექტრულ მუხტს წრიული ტრაექტორიის გასწვრივ მოძრაობის გათვალისწინების გარეშე. პარამეტრები ε 0 , m λ , r γ λ არის კვაზიმუდმივი, ე.ი. ცვლადები, რომელთა მნიშვნელობები უმნიშვნელოდ იცვლება (ფრაქციები%) ფოტონის არსებობის მთელ რეგიონში (ინფრაწითელიდან გამამდე). ეს ნიშნავს, რომ ფოტონის საკუთარი ელექტრული მუხტი მისივე ღერძის გარშემო ბრუნვის სიხშირის ფუნქციაა. როგორც ნაშრომშია ნაჩვენები, გამა ფოტონის ω γ λ Г სიხშირეების შეფარდება ინფრაწითელ ფოტოსთან ω γ λ И არის დაახლოებით ω γ λ Г /ω γ λ И ≈ 1000 და ფოტონის საკუთარი ელექტრული მუხტის სიდიდე. შესაბამისად იცვლება. თანამედროვე პირობებში ამ მნიშვნელობის გაზომვა შეუძლებელია, ამიტომ მას მხოლოდ თეორიული მნიშვნელობა აქვს.

ფოტონის განმარტების მიხედვით, მას აქვს რთული სპირალური მოძრაობა, რომელიც შეიძლება დაიშალოს მოძრაობად წრიული ბილიკის გასწვრივ და სწორხაზოვანი. ფოტონის ელექტრული მუხტის ჯამური მნიშვნელობის შესაფასებლად აუცილებელია წრიული ტრაექტორიის გასწვრივ მოძრაობის გათვალისწინება. ამ შემთხვევაში, ფოტონის საკუთარი ელექტრული მუხტი განაწილებულია ამ წრიული ტრაექტორიის გასწვრივ. მოძრაობის პერიოდულობის გათვალისწინებით, რომელშიც სპირალური ტრაექტორიის საფეხური განმარტებულია, როგორც ფოტონის ტალღის სიგრძე, შეგვიძლია ვისაუბროთ ფოტონის მთლიანი ელექტრული მუხტის მნიშვნელობის დამოკიდებულებაზე მის ტალღის სიგრძეზე.

ელექტრული მუხტის ფიზიკური ბუნებიდან გამომდინარეობს ელექტრული მუხტის სიდიდის პროპორციულობა მის მასასთან და, შესაბამისად, მის მოცულობასთან. ამრიგად, ფოტონის საკუთარი ელექტრული მუხტი პროპორციულია ფოტონის საკუთარი სხეულის მოცულობის (V γ λ). ანალოგიურად, ფოტონის მთლიანი ელექტრული მუხტი, წრიული ტრაექტორიის გასწვრივ მოძრაობის გათვალისწინებით, პროპორციული იქნება მოცულობის (V λ), რომელიც შექმნის წრიული ტრაექტორიის გასწვრივ მოძრავ ფოტონს.

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

ქ λ = ქ γ λ რ λ / ლ 2 რ γ λ . (5)

სადაც L = r 0γλ /r γλ არის ფოტონის სტრუქტურის პარამეტრი, რომელიც ტოლია განყოფილების რადიუსის შეფარდებას ფოტონის სხეულის გარე რადიუსთან (≈ 0.2), V Т = 2π 2 R r 2 არის ტორუსის მოცულობა, R. არის ტორუსის გენერატრიქსის ბრუნვის წრის რადიუსი; r არის ტორუსის მომტანი წრის რადიუსი.

ქ λ = ქ γ λ რ λ / ლ 2 რ γ λ = 2π(2ε 0) 1/2 ω γ λ (მ λ r 3 γ λ) 1/2 რ λ / ლ 2 რ γ λ ,

ქ λ = 2 π (2 ε 0 ) 1/2 ω γ λ (მ λ რ γ λ ) 1/2 რ λ / ლ 2 . (6)

გამოხატულება (6) წარმოადგენს ფოტონის მთლიან ელექტრულ მუხტს. მთლიანი ელექტრული მუხტის დამოკიდებულების გამო ფოტონის გეომეტრიულ პარამეტრებზე, რომელთა მნიშვნელობები ამჟამად ცნობილია დიდი შეცდომით, შეუძლებელია ელექტრული მუხტის ზუსტი მნიშვნელობის გაანგარიშებით მიღება. თუმცა, მისი შეფასება საშუალებას გვაძლევს გამოვიტანოთ არაერთი მნიშვნელოვანი თეორიული და პრაქტიკული დასკვნა.

სამუშაოდან მიღებული მონაცემებისთვის, ე.ი. λ = 225 ნმ-ზე, ω γ λ ≈ 6.6641 10 30 rpm,

მ λ≈ 10-40 კგ, რ γ λ ≈ 10 -20 მ, რ λ ≈ 0,179 10 -16 მ, ლ≈ 0.2, ვიღებთ ფოტონის მთლიანი ელექტრული მუხტის მნიშვნელობას:

ქ λ = 0, 786137 10 -19 კლ.

225 ნმ ტალღის სიგრძის ფოტონის მთლიანი ელექტრული მუხტის მიღებული მნიშვნელობა კარგად ემთხვევა R. Millikan-ის მიერ გაზომილ მნიშვნელობას (1,592 10 -19 C), რომელიც მოგვიანებით გახდა ფუნდამენტური მუდმივი, იმის გათვალისწინებით, რომ მისი მნიშვნელობა შეესაბამება ორი ფოტონის ელექტრული მუხტი. ფოტონის გამოთვლილი ელექტრული მუხტის გაორმაგებული მნიშვნელობა:

2ქ λ = 1.57227 10 -19 C,

ერთეულთა საერთაშორისო სისტემაში (SI) ელემენტარული ელექტრული მუხტია 1,602 176 6208(98) 10 −19 C. ელემენტარული ელექტრული მუხტის ორმაგი მნიშვნელობა განპირობებულია იმით, რომ პროტონ-ელექტრონის წყვილი თავისი სიმეტრიის გამო ყოველთვის ორ ფოტონს წარმოქმნის. ამ გარემოებას ექსპერიმენტულად ადასტურებს ისეთი პროცესის არსებობა, როგორიცაა ელექტრონ-პოზიტრონის წყვილის განადგურება, ე.ი. ელექტრონისა და პოზიტრონის ურთიერთ განადგურების პროცესში ორი ფოტონის წარმოქმნის დრო რჩება, ასევე ისეთი ცნობილი მოწყობილობების არსებობა, როგორიცაა ფოტომამრავლები და ლაზერები.

დასკვნები.ამრიგად, ამ ნაშრომში ნაჩვენებია, რომ ელექტრული მუხტი ბუნების ფუნდამენტური თვისებაა, რომელიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ელემენტარული ნაწილაკების, ატომების და მიკროსამყაროს სხვა სტრუქტურების არსის გაგებაში.

ელექტრული მუხტის ეთეროდინამიკური არსი შესაძლებელს ხდის დაასაბუთოს ელემენტარული ნაწილაკების სტრუქტურების, თვისებებისა და პარამეტრების ინტერპრეტაცია, რომლებიც განსხვავდება თანამედროვე ფიზიკისგან ცნობილი.

წყალბადის ატომის ეთეროდინამიკური მოდელისა და ელექტრული მუხტის ფიზიკური ბუნების საფუძველზე მოცემულია პროტონის, ელექტრონის და ფოტონის ელექტრული მუხტების სავარაუდო შეფასება.

პროტონისა და ელექტრონის მონაცემები, იმ მომენტში ექსპერიმენტული დადასტურების არარსებობის გათვალისწინებით, თეორიული ხასიათისაა, თუმცა, შეცდომის გათვალისწინებით, მათი გამოყენება შესაძლებელია როგორც თეორიაში, ასევე პრაქტიკაში.

ფოტონის მონაცემები კარგად ემთხვევა ელექტრული მუხტის სიდიდის გაზომვის ცნობილი ექსპერიმენტების შედეგებს და ასაბუთებს ელემენტარული ელექტრული მუხტის მცდარ წარმოდგენას.

ლიტერატურა:

1. Lyamin VS, Lyamin DV ელექტრული მუხტის ფიზიკური არსი.
2. Kasterin N. P. აეროდინამიკისა და ელექტროდინამიკის ძირითადი განტოლებების განზოგადება
   (აეროდინამიკური ნაწილი) . ფიზიკური ჰიდროდინამიკის პრობლემები / სტატიების კრებული, რედ. ბსსრ მეცნიერებათა აკადემიის აკადემიკოსი ა.ვ. ლიკოვი. - მინსკი: BSSR მეცნიერებათა აკადემიის სითბოს და მასის გადაცემის ინსტიტუტი, 1971, გვ. 268 - 308 წწ.
3. აციუკოვსკი V.A. ზოგადი ეთეროდინამიკა. მატერიის სტრუქტურებისა და ველების მოდელირება აირისებური ეთერის ცნებების საფუძველზე. Მეორე გამოცემა. M.: Energoatomizdat, 2003. 584 გვ.
4. Emelyanov V. M. სტანდარტული მოდელი და მისი გაფართოებები. - M.: Fizmatlit, 2007. - 584გვ.
5. დახურვა F. შესავალი კვარკებსა და პარტონებში. - მ.: მირი, 1982. - 438გვ.
6. Akhiezer A I, Rekalo M P "ელექტრული მუხტი ელემენტარული ნაწილაკების" UFN 114 487–508 (1974).
.
7. ფიზიკური ენციკლოპედია. 5 ტომად. - მ.: საბჭოთა ენციკლოპედია. მთავარი რედაქტორი A.M. პროხოროვი. 1988 წ.

ლიამინ V.S. , ლიამინ დ.ვ.ლვოვი

თუ თქვენ იცნობთ ატომის სტრუქტურას, მაშინ ალბათ იცით, რომ ნებისმიერი ელემენტის ატომი შედგება სამი ტიპის ელემენტარული ნაწილაკებისგან: პროტონები, ელექტრონები, ნეიტრონები. პროტონები ერწყმის ნეიტრონებს და ქმნიან ატომის ბირთვს.რადგან პროტონს აქვს დადებითი მუხტი, ატომის ბირთვი ყოველთვის დადებითად არის დამუხტული. ატომის ბირთვი კომპენსირდება მის გარშემო არსებული სხვა ელემენტარული ნაწილაკების ღრუბლით. უარყოფითად დამუხტული ელექტრონი არის ატომის ნაწილი, რომელიც ასტაბილურებს პროტონის მუხტს. იმისდა მიხედვით, თუ რომელი ატომის ბირთვს აკრავს, ელემენტი შეიძლება იყოს ან ელექტრულად ნეიტრალური (ატომში პროტონებისა და ელექტრონების თანაბარი რაოდენობის შემთხვევაში), ან ჰქონდეს დადებითი ან უარყოფითი მუხტი (ელექტრონების დეფიციტის ან სიჭარბის შემთხვევაში, შესაბამისად). ელემენტის ატომს, რომელიც ატარებს გარკვეულ მუხტს, იონი ეწოდება.

მნიშვნელოვანია გვახსოვდეს, რომ ეს არის პროტონების რაოდენობა, რომელიც განსაზღვრავს ელემენტების თვისებებს და მათ პოზიციას პერიოდულ სისტემაში. დ.ი.მენდელეევი. ატომის ბირთვში ნეიტრონებს არ აქვთ მუხტი. გამომდინარე იქიდან, რომ ორივე პროტონი შედარებადი და პრაქტიკულად ტოლია ერთმანეთთან, ხოლო ელექტრონის მასა მათთან შედარებით უმნიშვნელოა (1836-ჯერ ნაკლები, ატომის ბირთვში ნეიტრონების რაოდენობა ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებს, კერძოდ: ის განსაზღვრავს სისტემის მდგრადობას და ბირთვების სიჩქარეს.შინაარსი ნეიტრონები განისაზღვრება ელემენტის იზოტოპით (მრავალფეროვნებით).

თუმცა, დამუხტული ნაწილაკების მასებს შორის შეუსაბამობის გამო, პროტონებსა და ელექტრონებს აქვთ განსხვავებული სპეციფიკური მუხტები (ეს მნიშვნელობა განისაზღვრება ელემენტარული ნაწილაკების მუხტის მასასთან შეფარდებით). შედეგად, პროტონის სპეციფიკური მუხტი არის 9,578756(27) 107 C/კგ ელექტრონის -1,758820088(39) 1011-ის წინააღმდეგ. სპეციფიკური მუხტის მაღალი მნიშვნელობის გამო, თავისუფალი პროტონები ვერ იარსებებს თხევად მედიაში: ისინი ექვემდებარებიან დატენიანებას.

პროტონის მასა და მუხტი არის სპეციფიკური სიდიდეები, რომლებიც დადგინდა გასული საუკუნის დასაწყისში. რომელმა მეცნიერმა გააკეთა ეს - მეოცე საუკუნის ერთ-ერთი უდიდესი აღმოჩენა? ჯერ კიდევ 1913 წელს, რეზერფორდმა, იმ ფაქტზე დაყრდნობით, რომ ყველა ცნობილი ქიმიური ელემენტის მასა მეტია წყალბადის ატომის მასაზე მთელი რაოდენობის ჯერ, ვარაუდობდა, რომ წყალბადის ატომის ბირთვი შედის ატომის ბირთვში. ნებისმიერი ელემენტისგან. ცოტა მოგვიანებით, რეზერფორდმა ჩაატარა ექსპერიმენტი, რომელშიც შეისწავლა აზოტის ატომის ბირთვების ურთიერთქმედება ალფა ნაწილაკებთან. ექსპერიმენტის შედეგად ატომის ბირთვიდან გაფრინდა ნაწილაკი, რომელსაც რეზერფორდმა უწოდა "პროტონი" (ბერძნული სიტყვიდან "პროტოს" - პირველი) და ვარაუდობდა, რომ ეს იყო წყალბადის ატომის ბირთვი. ვარაუდი ექსპერიმენტულად დადასტურდა ამ სამეცნიერო ექსპერიმენტის ხელახალი ჩატარების დროს ღრუბელ პალატაში.

იგივე რეზერფორდმა 1920 წელს წამოაყენა ჰიპოთეზა ნაწილაკების ატომურ ბირთვში არსებობის შესახებ, რომლის მასა პროტონის მასის ტოლია, მაგრამ არ ატარებს რაიმე ელექტრულ მუხტს. თუმცა, თავად რეზერფორდმა ვერ შეძლო ამ ნაწილაკის აღმოჩენა. მაგრამ 1932 წელს მისმა სტუდენტმა ჩადვიკმა ექსპერიმენტულად დაამტკიცა ატომის ბირთვში ნეიტრონის არსებობა - ნაწილაკი, როგორც ეს იწინასწარმეტყველა რეზერფორდმა, დაახლოებით პროტონის მასით. უფრო რთული იყო ნეიტრონების აღმოჩენა, რადგან მათ არ აქვთ ელექტრული მუხტი და, შესაბამისად, არ ურთიერთქმედებენ სხვა ბირთვებთან. მუხტის არარსებობა ხსნის ნეიტრონების ასეთ თვისებას, როგორც ძალიან მაღალ შეღწევადობას.

პროტონები და ნეიტრონები ატომის ბირთვში ძალიან ძლიერი ურთიერთქმედებით არიან შეკრული. ახლა ფიზიკოსები თანხმდებიან, რომ ეს ორი ელემენტარული ბირთვული ნაწილაკი ძალიან ჰგავს ერთმანეთს. ასე რომ, მათ აქვთ თანაბარი სპინები და ბირთვული ძალები მათზე ზუსტად ისევე მოქმედებენ. ერთადერთი განსხვავება ისაა, რომ პროტონის მუხტი დადებითია, ხოლო ნეიტრონს მუხტი საერთოდ არ აქვს. მაგრამ რადგან ბირთვულ ურთიერთქმედებაში ელექტრო მუხტს მნიშვნელობა არ აქვს, ის შეიძლება ჩაითვალოს მხოლოდ პროტონის ერთგვარ ეტიკეტად. თუმცა, თუ პროტონს ელექტრული მუხტი ჩამოერთმევა, მაშინ ის დაკარგავს თავის ინდივიდუალობას.

ამ სტატიაში თქვენ იხილავთ ინფორმაციას პროტონის შესახებ, როგორც ელემენტარული ნაწილაკის შესახებ, რომელიც საფუძვლად უდევს სამყაროს ქიმიასა და ფიზიკაში გამოყენებულ სხვა ელემენტებთან ერთად. დადგინდება პროტონის თვისებები, მისი მახასიათებლები ქიმიაში და სტაბილურობა.

რა არის პროტონი

პროტონი ელემენტარული ნაწილაკების ერთ-ერთი წარმომადგენელია, რომელიც მოიხსენიება როგორც ბარიონები, ე.ჩ. რომელშიც ფერმიონები ძლიერად ურთიერთქმედებენ და თავად ნაწილაკი შედგება 3 კვარკისგან. პროტონი არის სტაბილური ნაწილაკი და აქვს პირადი იმპულსი - სპინი ½. პროტონის ფიზიკური აღნიშვნაა გვ(ან გვ +)

პროტონი არის ელემენტარული ნაწილაკი, რომელიც მონაწილეობს თერმობირთვულ პროცესებში. სწორედ ასეთი რეაქციაა არსებითად ვარსკვლავების მიერ წარმოქმნილი ენერგიის მთავარი წყარო მთელ სამყაროში. მზის მიერ გამოთავისუფლებული ენერგიის თითქმის მთელი რაოდენობა არსებობს მხოლოდ 4 პროტონის ერთ ჰელიუმის ბირთვში გაერთიანების გამო, ორი პროტონისგან ერთი ნეიტრონის წარმოქმნით.

პროტონისთვის დამახასიათებელი თვისებები

პროტონი ერთ-ერთი ბარიონია. ფაქტია. პროტონის მუხტი და მასა მუდმივია. ელექტრულად, პროტონი დამუხტულია +1 და მისი მასა განისაზღვრება სხვადასხვა საზომი ერთეულებით და არის 938.272 0813(58) მევ-ში, პროტონის კილოგრამებში წონა არის 1.672 621 898(21) 10 −27 კგ, ერთეულებში. ატომური მასების პროტონის წონაა 1,007 276 466 879(91) ა. მ., ხოლო ელექტრონის მასასთან მიმართებაში, პროტონი იწონის 1836,152 673 89 (17) ელექტრონთან მიმართებაში.

პროტონი, რომლის განმარტება უკვე ზემოთ იყო მოცემული, ფიზიკის თვალსაზრისით, არის ელემენტარული ნაწილაკი იზოსპინის პროექციის +½ და ბირთვული ფიზიკა აღიქვამს ამ ნაწილაკს საპირისპირო ნიშნით. თავად პროტონი არის ნუკლეონი და შედგება 3 კვარკისგან (ორი კვარკი u და ერთი კვარკი d).

პროტონის სტრუქტურა ექსპერიმენტულად გამოიკვლია ბირთვული ფიზიკოსის მიერ ამერიკის შეერთებული შტატებიდან - რობერტ ჰოფშტადტერი. ამ მიზნის მისაღწევად ფიზიკოსმა პროტონებს მაღალი ენერგიის ელექტრონები შეეჯახა და აღწერისთვის მას მიენიჭა ნობელის პრემია ფიზიკაში.

პროტონის შემადგენლობაში შედის ბირთვი (მძიმე ბირთვი), რომელიც შეიცავს პროტონის ელექტრული მუხტის ენერგიის დაახლოებით ოცდათხუთმეტ პროცენტს და აქვს საკმაოდ მაღალი სიმკვრივე. ბირთვის მიმდებარე გარსი შედარებით იშვიათია. გარსი ძირითადად შედგება ტიპისა და p-ის ვირტუალური მეზონებისგან და ატარებს პროტონის ელექტრული პოტენციალის დაახლოებით ორმოცდაათი პროცენტს და მდებარეობს მანძილით, რომელიც ტოლია დაახლოებით 0,25 * 10 13-დან 1,4 * 10 13-მდე. კიდევ უფრო შორს, დაახლოებით 2,5*10 13 სანტიმეტრის მანძილზე, გარსი შედგება და w ვირტუალური მეზონებისგან და შეიცავს პროტონის ელექტრული მუხტის დაახლოებით დარჩენილ თხუთმეტ პროცენტს.

პროტონის სტაბილურობა და სტაბილურობა

თავისუფალ მდგომარეობაში პროტონს არ აქვს დაშლის ნიშნები, რაც მიუთითებს მის სტაბილურობაზე. პროტონის, როგორც ბარიონების ყველაზე მსუბუქი წარმომადგენლის, სტაბილურ მდგომარეობას განსაზღვრავს ბარიონების რაოდენობის შენარჩუნების კანონი. SBC კანონის დარღვევის გარეშე, პროტონებს შეუძლიათ დაიშალონ ნეიტრინოებად, პოზიტრონებებად და სხვა, უფრო მსუბუქ ელემენტარულ ნაწილაკებად.

ატომების ბირთვის პროტონს აქვს უნარი დაიჭიროს ზოგიერთი ტიპის ელექტრონები, რომლებსაც აქვთ K, L, M ატომური გარსი. პროტონი, რომელმაც დაასრულა ელექტრონის დაჭერა, გადადის ნეიტრონში და შედეგად ათავისუფლებს ნეიტრინოს, ხოლო ელექტრონის დაჭერის შედეგად წარმოქმნილი "ხვრელი" ივსება ელექტრონებით ქვემდებარე ატომური ფენების ზემოდან.

არაინერციულ საცნობარო სისტემაში პროტონებმა უნდა შეიძინონ შეზღუდული სიცოცხლის ხანგრძლივობა, რომელიც შეიძლება გამოითვალოს, ეს გამოწვეულია უნრუჰის (გამოსხივების) ეფექტით, რომელიც ველის კვანტურ თეორიაში პროგნოზირებს თერმული გამოსხივების შესაძლო ხილვას საცნობარო სისტემაში, რომელიც აჩქარებულია. ამ ტიპის გამოსხივების არარსებობის შემთხვევაში. ამრიგად, მისი არსებობის სასრული დროის თანდასწრებით, პროტონს შეუძლია განიცადოს ბეტა დაშლა პოზიტრონად, ნეიტრონად ან ნეიტრინოდ, მიუხედავად იმისა, რომ თავად ასეთი დაშლის პროცესი აკრძალულია ESE-ს მიერ.

პროტონების გამოყენება ქიმიაში

პროტონი არის H ატომი, რომელიც აგებულია ერთი პროტონისგან და არ გააჩნია ელექტრონი, ამიტომ ქიმიური გაგებით პროტონი არის H ატომის ერთი ბირთვი. პროტონთან დაწყვილებული ნეიტრონი ქმნის ატომის ბირთვს. დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევის PTCE-ში ელემენტის ნომერი მიუთითებს კონკრეტული ელემენტის ატომში პროტონების რაოდენობას, ხოლო ელემენტის რაოდენობა განისაზღვრება ატომური მუხტით.

წყალბადის კათიონები ძალიან ძლიერი ელექტრონების მიმღები არიან. ქიმიაში პროტონები მიიღება ძირითადად ორგანული და მინერალური ხასიათის მჟავებისგან. იონიზაცია არის გაზის ფაზებში პროტონების წარმოქმნის საშუალება.

განყოფილებაში კითხვაზე, რა არის პროტონის მუხტი? ავტორის მიერ მოცემული ევროპულისაუკეთესო პასუხია ელექტრონის მუხტი საპირისპირო ნიშნით.

პასუხი ეხლა კორპუსკულარული[გურუ]
q=1.6021917E-19coulomb (E-19 ნიშნავს 10-ს მინუს მე-19 ხარისხამდე).

პასუხი ეხლა გამონაზარდი[ახალშობილი]
1.6* 10^(-19) უჯრედი ან 1 ელექტრონი

პასუხი ეხლა პერსონალი[ოსტატი]
პროტონი არის ელემენტარული ნაწილაკი. ეხება ჰადრონებს, აქვს ბრუნი 1/2, ელექტრული მუხტი +1. განიხილება, როგორც ნუკლეონი +1/2 იზოსპინის პროექციის მქონე. შედგება სამი კვარკისგან (ერთი d-კვარკი და ორი u-კვარკი). სტაბილური (სიცოცხლის ხანგრძლივობის ქვედა ზღვარი არის 2,9×1029 წელი დაშლის არხის მიუხედავად, 1,6×1033 წელი პოზიტრონად და ნეიტრალურ პიონად დაშლისთვის). პროტონის მასა 938,271998±0,000038 მევ ან 1,00727646688±0,00000000013 ა.უ. ე.მ ან 1.672 622 964 ∙ 10−27 კგ.
წყალბადის ატომის ბირთვი შედგება ერთი პროტონისაგან. პროტონი ქიმიური გაგებით არის წყალბადის ატომის ბირთვი (უფრო ზუსტად, მისი მსუბუქი იზოტოპი – პროტიუმი) ელექტრონის გარეშე. ფიზიკაში პროტონი აღინიშნება ასო p. პროტონის (დადებითი წყალბადის იონი) ქიმიური აღნიშვნაა H+, ასტროფიზიკური აღნიშვნა HII.
პროტონები (ნეიტრონებთან ერთად) ატომის ბირთვების მთავარი შემადგენელი ნაწილია. ბირთვის მუხტი განისაზღვრება მასში არსებული პროტონების რაოდენობით.
პროტონული მუხტი qpr = + e.
პროტონის ელექტრული მუხტი=1,6*10^(–19) C
პროტონის მასა ელექტრონის მასაზე დაახლოებით 1840-ჯერ მეტია.

ნეიტრონი აღმოაჩინა ინგლისელმა ფიზიკოსმა ჯეიმს ჩადვიკმა 1932 წელს. ნეიტრონის მასა არის 1,675·10-27 კგ, რაც 1839-ჯერ მეტია ელექტრონის მასაზე. ნეიტრონს არ აქვს ელექტრული მუხტი.

ქიმიკოსებს შორის ჩვეულებრივად გამოიყენება ატომური მასის ერთეული ანუ დალტონი (d), რომელიც დაახლოებით პროტონის მასის ტოლია. პროტონის მასა და ნეიტრონის მასა დაახლოებით ტოლია ატომური მასის ერთეულის.

2.3.2 ატომის ბირთვების სტრუქტურა

ცნობილია რამდენიმე ასეული ტიპის ატომური ბირთვის არსებობა. ბირთვის მიმდებარე ელექტრონებთან ერთად ისინი ქმნიან სხვადასხვა ქიმიური ელემენტების ატომებს.

მიუხედავად იმისა, რომ ბირთვების დეტალური სტრუქტურა დადგენილი არ არის, ფიზიკოსები ერთხმად თანხმდებიან, რომ ბირთვები შეიძლება ჩაითვალოს პროტონებისა და ნეიტრონებისგან შედგენილად.

მოდი პირველ რიგში განვიხილოთ დეიტრონი, როგორც მაგალითი. ეს არის მძიმე წყალბადის ატომის, ანუ დეიტერიუმის ატომის ბირთვი. დეიტერონს აქვს იგივე ელექტრული მუხტი, რაც პროტონს, მაგრამ მისი მასა დაახლოებით ორჯერ აღემატება პროტონს ელექტრულ მუხტს, მაგრამ მისი მასა დაახლოებით ორჯერ აღემატება პროტონს. ითვლება, რომ დეიტრონი შედგება ერთი პროტონისა და ერთი ნეიტრონისგან.

ჰელიუმის ატომის ბირთვს, რომელსაც ასევე უწოდებენ ალფა ნაწილაკს ან ჰელიონს, აქვს ელექტრული მუხტი ორჯერ მეტი პროტონზე და მასა დაახლოებით ოთხჯერ აღემატება პროტონს. ითვლება, რომ ალფა ნაწილაკი შედგება ორი პროტონისა და ორი ნეიტრონისგან.

2.4 ატომური ორბიტალი

ატომური ორბიტალი არის სივრცე ბირთვის ირგვლივ, სადაც ელექტრონის ყველაზე დიდი ალბათობაა.

ორბიტალებში მოძრავი ელექტრონები ქმნიან ელექტრონულ შრეებს, ანუ ენერგეტიკულ დონეებს.

ენერგიის დონეზე ელექტრონების მაქსიმალური რაოდენობა განისაზღვრება ფორმულით:

ნ = 2 ნ2 ,

სადაც ნარის ძირითადი კვანტური რიცხვი;

ნარის ელექტრონების მაქსიმალური რაოდენობა.

ძირითადი კვანტური რიცხვის იგივე მნიშვნელობის მქონე ელექტრონები ერთსა და იმავე ენერგეტიკულ დონეზე არიან. ელექტრული დონეები, რომლებიც ხასიათდება მნიშვნელობებით n=1,2,3,4,5 და ა.შ. მითითებულია როგორც K,L,M,N და ა.შ. ზემოაღნიშნული ფორმულის მიხედვით, პირველი (ბირთვთან ყველაზე ახლოს) ენერგეტიკული დონე შეიძლება შეიცავდეს - 2, მეორე - 8, მესამე - 18 ელექტრონს და ა.შ.

მთავარი კვანტური რიცხვი ადგენს ენერგიის მნიშვნელობას ატომებში. ელექტრონები უმცირესი ენერგიის რეზერვით არიან პირველ ენერგეტიკულ დონეზე (n=1). იგი შეესაბამება s-ორბიტალს, რომელსაც აქვს სფერული ფორმა. ელექტრონს, რომელიც იკავებს s ორბიტალს, ეწოდება s ელექტრონი.

n=2-დან დაწყებული ენერგეტიკული დონეები იყოფა ქვედონეებად, რომლებიც ერთმანეთისგან განსხვავდება ბირთვთან შეკავშირების ენერგიით. არსებობს s-, p-, d- და f-ქვედონეები. ქვედონეები იქმნება, ბინადრობს იმავე ფორმაში.

მეორე ენერგეტიკულ დონეს (n=2) აქვს s-ორბიტალი (აღნიშნავს 2s-ორბიტალი) და სამი p-ორბიტალი (აღნიშნავს 2p-ორბიტალი). 2s ელექტრონი უფრო შორს არის ბირთვიდან ვიდრე 1s ელექტრონი და აქვს მეტი ენერგია. თითოეულ 2p-ორბიტალს აქვს რვა მოცულობის ფორმა, რომელიც განლაგებულია დანარჩენი ორი p-ორბიტალის ღერძების პერპენდიკულარულ ღერძზე (აღნიშნულია px-, py-, pz - ორბიტალი). p ორბიტალში ელექტრონებს p ელექტრონები ეწოდება.

მესამე ენერგეტიკულ დონეს აქვს სამი ქვედონე (3s, 3p, 3d). d ქვედონე შედგება ხუთი ორბიტალისაგან.

მეოთხე ენერგეტიკულ დონეს (n=4) აქვს 4 ქვედონე (4s, 4p, 4d და 4f). f-ქვედონე შედგება შვიდი ორბიტალისგან.

პაულის პრინციპის მიხედვით, ერთ ორბიტალში შეიძლება იყოს არაუმეტეს ორი ელექტრონი. თუ ორბიტალში არის ერთი ელექტრონი, მას უწოდებენ დაუწყვილებელს. თუ არსებობს ორი ელექტრონი, მაშინ ისინი დაწყვილებულია. უფრო მეტიც, დაწყვილებულ ელექტრონებს უნდა ჰქონდეთ საპირისპირო სპინები. გამარტივებულად, სპინი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც ელექტრონების ბრუნვა საკუთარი ღერძის გარშემო საათის ისრის და საწინააღმდეგო ისრის მიმართულებით.

ნახ. 3 გვიჩვენებს ენერგიის დონეების და ქვედონეების შედარებითი განლაგებას. უნდა აღინიშნოს, რომ 4s ქვედონე მდებარეობს 3D ქვედონეზე.

ელექტრონების განაწილება ატომებში ენერგიის დონეებსა და ქვედონეებზე გამოსახულია ელექტრონული ფორმულების გამოყენებით, მაგალითად:

ასოს წინ რიცხვი აჩვენებს ენერგიის დონის რაოდენობას, ასო გვიჩვენებს ელექტრონული ღრუბლის ფორმას, ასოს ზემოთ მარჯვნივ მდებარე რიცხვი აჩვენებს ამ ღრუბლის ფორმის ელექტრონების რაოდენობას.

გრაფიკულ ელექტრონულ ფორმულებში ატომური ორბიტალი გამოსახულია კვადრატის სახით, ელექტრონი გამოსახულია ისრის სახით (სპინის მიმართულება) (ცხრილი 1)