នៅក្នុងអត្ថបទនេះ ដោយផ្អែកលើខ្លឹមសារនៃអេឡិចត្រូឌីណាមិកនៃបន្ទុកអគ្គិសនី និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃភាគល្អិតបឋម ការគណនាតម្លៃនៃបន្ទុកអគ្គិសនីនៃប្រូតុង អេឡិចត្រុង និងហ្វូតុងត្រូវបានផ្តល់ឱ្យ។

ចំណេះដឹងមិនពិតមានគ្រោះថ្នាក់ជាងភាពល្ងង់ខ្លៅ
J. B. Shaw

សេចក្តីផ្តើម។នៅក្នុងរូបវិទ្យាទំនើប បន្ទុកអគ្គីសនីគឺជាលក្ខណៈសំខាន់បំផុតមួយ និងជាទ្រព្យសម្បត្តិសំខាន់នៃភាគល្អិតបឋម។ ពីខ្លឹមសាររូបវន្តនៃបន្ទុកអគ្គិសនី ដែលកំណត់លើមូលដ្ឋាននៃគោលគំនិត អេរ៉ូឌីណាមិក លក្ខណៈសម្បត្តិមួយចំនួនធ្វើតាម ដូចជាសមាមាត្រនៃទំហំនៃបន្ទុកអគ្គិសនីទៅនឹងម៉ាស់នៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនរបស់វា។ បន្ទុកអគ្គីសនីមិនត្រូវបានគិតជាបរិមាណទេ ប៉ុន្តែត្រូវបានអនុវត្តដោយ quanta (ភាគល្អិត); ទំហំនៃបន្ទុកអគ្គីសនីគឺជាសញ្ញាកំណត់ ពោលគឺតែងតែវិជ្ជមាន។ ដែលដាក់កម្រិតយ៉ាងសំខាន់លើធម្មជាតិនៃភាគល្អិតបឋម។ ឈ្មោះ៖ នៅក្នុងធម្មជាតិមិនមានភាគល្អិតបឋមដែលមិនមានបន្ទុកអគ្គីសនីទេ។ តម្លៃនៃបន្ទុកអគ្គីសនីនៃភាគល្អិតបឋមគឺវិជ្ជមាន និងធំជាងសូន្យ។ ដោយផ្អែកលើរូបវិទ្យា ទំហំនៃបន្ទុកអគ្គិសនីត្រូវបានកំណត់ដោយម៉ាស់ អត្រាលំហូរនៃអេធើរ ដែលបង្កើតបានជារចនាសម្ព័ន្ធនៃភាគល្អិតបឋម និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រធរណីមាត្ររបស់វា។ ខ្លឹមសាររូបវន្តនៃបន្ទុកអគ្គីសនី ( បន្ទុកអគ្គីសនីគឺជារង្វាស់នៃលំហូរអេធើរ) កំណត់យ៉ាងពិសេសនូវគំរូអេរ៉ូឌីណាមិកនៃភាគល្អិតបឋម ដោយហេតុនេះដកចេញនូវសំណួរនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃភាគល្អិតបឋមនៅលើដៃម្ខាង ហើយចង្អុលទៅការបរាជ័យនៃស្តង់ដារ quark និងគំរូផ្សេងទៀតនៃភាគល្អិតបឋមនៅម្ខាងទៀត។

ទំហំនៃបន្ទុកអគ្គីសនីក៏កំណត់អាំងតង់ស៊ីតេនៃអន្តរកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចនៃភាគល្អិតបឋមផងដែរ។ ដោយមានជំនួយពីអន្តរកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចអន្តរកម្មនៃប្រូតុងនិងអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមនិងម៉ូលេគុលត្រូវបានអនុវត្ត។ ដូច្នេះអន្តរកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចកំណត់លទ្ធភាពនៃស្ថានភាពស្ថេរភាពនៃប្រព័ន្ធមីក្រូទស្សន៍បែបនេះ។ វិមាត្ររបស់ពួកគេត្រូវបានកំណត់យ៉ាងសំខាន់ដោយទំហំនៃបន្ទុកអគ្គីសនីនៃអេឡិចត្រុងនិងប្រូតុង។

ការបកស្រាយខុសនៃលក្ខណៈសម្បត្តិដោយរូបវិទ្យាទំនើប ដូចជាអត្ថិភាពនៃវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាន បឋម ការមិនដាច់ពីគ្នា បរិមាណនៃបន្ទុកអគ្គិសនី។ល។ ការបកស្រាយមិនត្រឹមត្រូវនៃការពិសោធន៍លើការវាស់ទំហំនៃបន្ទុកអគ្គិសនីនាំឱ្យមានកំហុសសរុបមួយចំនួន នៅក្នុងរូបវិទ្យានៃភាគល្អិតបឋម (ភាពគ្មានរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រុង ម៉ាស់សូន្យ និងបន្ទុកនៃហ្វូតុង អត្ថិភាពនៃនឺត្រេណូ ភាពស្មើគ្នានៃតម្លៃដាច់ខាតនៃបន្ទុកអគ្គិសនីនៃប្រូតុង និងអេឡិចត្រុងទៅបឋមសិក្សា)។

វាធ្វើតាមពីខាងលើដែលបន្ទុកអគ្គីសនីនៃភាគល្អិតបឋមនៅក្នុងរូបវិទ្យាសម័យទំនើបមានសារៈសំខាន់យ៉ាងច្បាស់លាស់ក្នុងការយល់ដឹងពីមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃមីក្រូវើល ហើយទាមទារការវាយតម្លៃប្រកបដោយតុល្យភាព និងសមហេតុផលនៃទំហំរបស់វា។

នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មជាតិ ប្រូតុង និងអេឡិចត្រុងស្ថិតក្នុងស្ថានភាពជាប់គ្នា បង្កើតជាគូប្រូតុង-អេឡិចត្រុង។ ការខកខានក្នុងការយល់ដឹងអំពីកាលៈទេសៈនេះ ក៏ដូចជាគំនិតខុសឆ្គងដែលថាការចោទប្រកាន់របស់អេឡិចត្រុង និងប្រូតុងមានតម្លៃស្មើគ្នាចំពោះបឋមសិក្សា ទុករូបវិទ្យាទំនើបដោយគ្មានចម្លើយចំពោះសំណួរ៖ តើអ្វីជាតម្លៃពិតនៃបន្ទុកអគ្គិសនីរបស់ ប្រូតុង អេឡិចត្រុង និងហ្វូតុង?

បន្ទុកអគ្គីសនីនៃប្រូតុងនិងអេឡិចត្រុង។នៅក្នុងស្ថានភាពធម្មជាតិរបស់វា គូប្រូតុង-អេឡិចត្រុងមានក្នុងទម្រង់ជាធាតុគីមីនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ យោងតាមទ្រឹស្តី៖ "អាតូមអ៊ីដ្រូសែនគឺជាឯកតារចនាសម្ព័ន្ធដែលមិនអាចកាត់ថ្លៃបាននៃរូបធាតុដែលដឹកនាំតារាងតាមកាលកំណត់របស់ Mendeleev ។ ក្នុងន័យនេះ កាំនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនគួរតែត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាថេរមូលដ្ឋាន។ … កាំ Bohr ដែលបានគណនាគឺ = 0.529 Å។ នេះគឺសំខាន់ព្រោះមិនមានវិធីសាស្រ្តផ្ទាល់សម្រាប់វាស់កាំនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនទេ។ …កាំ Bohr គឺជាកាំនៃបរិមាត្រនៃគន្លងរាងជារង្វង់នៃអេឡិចត្រុង ហើយវាត្រូវបានកំណត់យ៉ាងពេញលេញស្របតាមការយល់ដឹងដែលទទួលយកជាទូទៅនៃពាក្យ "កាំ"។

វាត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាការវាស់វែងនៃកាំប្រូតុងត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើអាតូមអ៊ីដ្រូសែនធម្មតាដែលនាំ (CODATA -2014) ទៅជាលទ្ធផលនៃ 0.8751 ± 0.0061 femtometers (1 fm = 10 −15 m) ។

ដើម្បីប៉ាន់ប្រមាណទំហំនៃបន្ទុកអគ្គិសនីនៃប្រូតុង (អេឡិចត្រុង) យើងប្រើកន្សោមទូទៅសម្រាប់បន្ទុកអគ្គីសនី៖

q = (1/ k) 1/2 យូ r (ρ ស) 1/2 , (1)

ដែល k = 1 / 4πε 0 គឺជាមេគុណនៃសមាមាត្រពីការបញ្ចេញមតិនៃច្បាប់របស់ Coulomb ។

ε0 ≈ 8.85418781762039 10 −12 F m −1 គឺជាអថេរអគ្គិសនី; u - ល្បឿន, ρ - ដង់ស៊ីតេលំហូរអេធើរ; S គឺជាផ្នែកឆ្លងកាត់នៃរាងកាយប្រូតុង (អេឡិចត្រុង) ។

យើងបំប្លែងកន្សោម (១) ដូចខាងក្រោម

q = (1/ k) 1/2 យូ r (MS/ វ) 1/2 ,

កន្លែងណា វ = r ស – បរិមាណរាងកាយ, ម — ម៉ាស់នៃភាគល្អិតបឋម។

ប្រូតុង និងអេឡិចត្រុង គឺជាឌីយ៉ុងៈ - រចនាសម្ព័នមួយដែលមានតួតូរ៉ូអ៊ីតពីរដែលតភ្ជាប់ដោយផ្ទៃចំហៀងនៃតូរី ស៊ីមេទ្រីទាក់ទងនឹងយន្តហោះប្រសព្វ ដូច្នេះ

q = (1/ k) 1/2 យូ r (ម2 អេស ធី/2 វី ធី) 1/2 ,

កន្លែងណា អេស ធី- ផ្នែក, r- ប្រវែង, វី ធី = r សធគឺជាបរិមាណនៃ torus ។

q = (1/ k) 1/2 យូ r (mS T/ វី ធី) 1/2 ,

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

q = (1/ k) 1/2 យូ (លោក) 1/2 . (2)

កន្សោម (2) គឺជាការកែប្រែនៃការបញ្ចេញមតិ (1) សម្រាប់បន្ទុកអគ្គិសនីនៃប្រូតុង (អេឡិចត្រុង) ។

ទុក R 2 = 0.2 R 1 ដែល R 1 ជាផ្នែកខាងក្រៅ ហើយ R 2 ជាកាំខាងក្នុងនៃ torus ។

r= 2π 0.6 រ 1 ,

រៀងគ្នា បន្ទុកអគ្គិសនីនៃប្រូតុង និងអេឡិចត្រុង

q = ( 1/ k) 1/2 យូ (ម 2π 0.6 R1 ) 1/2 ,

q= (2π 0.6 / k) 1/2 យូ (ម R1 ) 1/2 ,

q= 2π ( 1.2 ε 0 ) 1/2 យូ (ម R1 ) 1/2

q = 2.19 π (ε 0 ) 1/2 យូ (ម R1 ) 1/2 (3)

កន្សោម (3) គឺជាទម្រង់នៃការបញ្ចេញមតិសម្រាប់ទំហំនៃបន្ទុកអគ្គីសនីសម្រាប់ប្រូតុង និងអេឡិចត្រុង។

នៅ យូ = 3∙10 8 ម / គ - ល្បឿនសំឡេងទីពីរនៃអេធើរការបញ្ចេញមតិ 2.19 π (ε 0 ) 1/2 យូ = 2.19 π( 8.85418781762 10 −12 f/m ) 1/2 3∙10 8 ម / c = 0.6142∙ 10 4 m 1/2 F 1/2 s −1 .

ចូរយើងសន្មត់ថាកាំនៃប្រូតុង (អេឡិចត្រុង) នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធខាងលើគឺជាកាំ R 1 ។

សម្រាប់ប្រូតុង គេដឹងថា m p \u003d 1.672 ∙ 10 -27 គីឡូក្រាម R 1 \u003d r p \u003d 0.8751 10 -15 m បន្ទាប់មក

qរ = 2.19 π (ε 0 ) 1/2 យូ (ម R1 ) 1/2 = 0,6142∙10 4 [m 1/2 F 1/2 s -1] ∙ (1.672∙10 -27 [គីឡូក្រាម] ∙

0.8751∙10 -15 [m]) 1/2 = 0.743∙10 -17 គ។

ដូច្នេះបន្ទុកអគ្គីសនីនៃប្រូតុង qរ= 0.743∙10 -17 គ។

សម្រាប់អេឡិចត្រុង គេដឹងថា m e \u003d 0.911 ∙ 10 -31 គីឡូក្រាម។ ដើម្បីកំណត់កាំនៃអេឡិចត្រុង ដោយសន្មត់ថារចនាសម្ព័ន្ធរបស់អេឡិចត្រុងគឺស្រដៀងនឹងរចនាសម្ព័ន្ធនៃប្រូតុង ហើយដង់ស៊ីតេនៃលំហូរអេធើរនៅក្នុងតួអេឡិចត្រុងក៏ស្មើនឹងដង់ស៊ីតេនៃលំហូរអេធើរនៅក្នុងខ្លួនផងដែរ។ នៃប្រូតុង យើងប្រើទំនាក់ទំនងដែលគេស្គាល់រវាងម៉ាស់នៃប្រូតុង និងអេឡិចត្រុង ដែលស្មើនឹង

m p / m e = 1836.15 ។

បន្ទាប់មក r p / r e = (m p / m e) 1/3 = 1836.15 1/3 = 12.245, i.e. r e = r p / 12.245 ។

ការជំនួសទិន្នន័យសម្រាប់អេឡិចត្រុងទៅជាកន្សោម (3) យើងទទួលបាន

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 គ។

ដូច្នេះបន្ទុកអគ្គីសនីនៃអេឡិចត្រុង qអូ = 0,157∙10 -19 Cl.

បន្ទុកជាក់លាក់នៃប្រូតុង

q p /m p = 0.743∙10 -17 [C] / 1.672∙10 -27 [kg] = 0.444∙10 10 C/kg ។

បន្ទុកជាក់លាក់នៃអេឡិចត្រុង

q e / m e \u003d 0.157 ∙ 10 -19 [C] / 0.911 ∙ 10 -31 [kg] = 0.172 ∙ 10 12 C / គីឡូក្រាម។

តម្លៃដែលទទួលបាននៃបន្ទុកអគ្គីសនីនៃប្រូតុងនិងអេឡិចត្រុងគឺជាការប៉ាន់ស្មានហើយមិនមានស្ថានភាពជាមូលដ្ឋានទេ។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាប៉ារ៉ាម៉ែត្រធរណីមាត្រនិងរូបវន្តនៃប្រូតុងនិងអេឡិចត្រុងនៅក្នុងគូប្រូតុង - អេឡិចត្រុងគឺអាស្រ័យគ្នាទៅវិញទៅមកហើយត្រូវបានកំណត់ដោយទីតាំងនៃគូប្រូតុង - អេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមនៃសារធាតុនិងត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយច្បាប់នៃ ការអភិរក្សនៃសន្ទុះមុំ។ នៅពេលដែលកាំនៃគន្លងរបស់អេឡិចត្រុងផ្លាស់ប្តូរ ម៉ាស់ប្រូតុង និងអេឡិចត្រុងផ្លាស់ប្តូររៀងគ្នា ហើយតាមនោះល្បឿននៃការបង្វិលជុំវិញអ័ក្សរង្វិលរបស់វាផ្ទាល់។ ដោយសារបន្ទុកអគ្គីសនីគឺសមាមាត្រទៅនឹងម៉ាស់ ការផ្លាស់ប្តូរម៉ាសនៃប្រូតុង ឬអេឡិចត្រុងរៀងៗខ្លួននឹងនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរបន្ទុកអគ្គិសនីរបស់ពួកគេ។

ដូច្នេះនៅក្នុងអាតូមនៃរូបធាតុទាំងអស់ បន្ទុកអគ្គិសនីនៃប្រូតុង និងអេឡិចត្រុងខុសគ្នាពីគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយមានតម្លៃជាក់លាក់រៀងៗខ្លួន ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្នុងការប៉ាន់ស្មានដំបូង តម្លៃរបស់ពួកគេអាចត្រូវបានប៉ាន់ស្មានថាជាតម្លៃនៃបន្ទុកអគ្គិសនីនៃ ប្រូតុង និងអេឡិចត្រុងនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន ដែលកំណត់ខាងលើ។ លើសពីនេះ កាលៈទេសៈនេះបង្ហាញថា បន្ទុកអគ្គីសនីនៃអាតូមនៃសារធាតុគឺជាលក្ខណៈតែមួយគត់របស់វា ដែលអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណរបស់វា។

ដោយដឹងពីទំហំនៃបន្ទុកអគ្គិសនីនៃប្រូតុង និងអេឡិចត្រុងសម្រាប់អាតូមអ៊ីដ្រូសែន គេអាចប៉ាន់ស្មានកម្លាំងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចដែលធានាបាននូវស្ថេរភាពនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។

អនុលោមតាមច្បាប់របស់ Coulomb ដែលបានកែប្រែ កម្លាំងអគ្គិសនីនៃការទាក់ទាញ Fprនឹងស្មើនឹង

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

ដែល q 1 ជាបន្ទុកអគ្គីសនីរបស់ប្រូតុង q 2 គឺជាបន្ទុកអគ្គីសនីរបស់អេឡិចត្រុង r គឺជាកាំនៃអាតូម។

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.

នៅក្នុងអាតូមអ៊ីដ្រូសែន កម្លាំងទាក់ទាញអគ្គិសនី (Coulomb) ស្មើនឹង 0.1763 10 -3 N ធ្វើសកម្មភាពលើអេឡិចត្រុង។ ដោយសារអាតូមអ៊ីដ្រូសែនស្ថិតក្នុងស្ថានភាពថេរ កម្លាំងម៉ាញេទិកដែលច្រានចោលក៏មាន 0.1763 10 -3 N សម្រាប់ការប្រៀបធៀប។ អក្សរសិល្ប៍វិទ្យាសាស្ត្រ និងអប់រំទាំងមូលផ្តល់ការគណនាកម្លាំងនៃអន្តរកម្មអគ្គិសនី ជាឧទាហរណ៍ ដែលផ្តល់លទ្ធផល 0.923 10 -7 N. ការគណនាដែលបានផ្តល់ឱ្យក្នុងអក្សរសិល្ប៍គឺមិនត្រឹមត្រូវ ព្រោះវាផ្អែកលើកំហុសដែលបានពិភាក្សាខាងលើ។

រូបវិទ្យាសម័យទំនើបចែងថាថាមពលអប្បបរមាដែលត្រូវការដើម្បីទាញអេឡិចត្រុងចេញពីអាតូមត្រូវបានគេហៅថាថាមពលអ៊ីយ៉ូដ ឬថាមពលចង ដែលសម្រាប់អាតូមអ៊ីដ្រូសែនគឺ 13.6 អ៊ីវី។ ចូរយើងប៉ាន់ស្មានថាមពលភ្ជាប់នៃប្រូតុង និងអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមអ៊ីដ្រូសែន ដោយផ្អែកលើតម្លៃដែលទទួលបាននៃបន្ទុកអគ្គិសនីនៃប្រូតុង និងអេឡិចត្រុង។

អ៊ី St. \u003d F pr r n \u003d 0.1763 10 -3 6.24151 10 18 eV / m 5.2917720859 10 -11 \u003d 58271 e.V.

ថាមពលភ្ជាប់នៃប្រូតុង និងអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមអ៊ីដ្រូសែនគឺ 58.271 KeV ។

លទ្ធផលដែលទទួលបានបង្ហាញពីភាពមិនត្រឹមត្រូវនៃគំនិតនៃថាមពលអ៊ីយ៉ូដ និងភាពខុសឆ្គងនៃ postulate ទីពីររបស់ Bohr៖ " ពន្លឺត្រូវបានបញ្ចេញនៅពេលដែលអេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីពីស្ថានីនៃថាមពលខ្ពស់ទៅកាន់ស្ថានភាពស្ថានីនៃថាមពលទាប។ ថាមពល​នៃ​ហ្វូតុន​ដែល​បញ្ចេញ​គឺ​ស្មើ​នឹង​ភាព​ខុស​គ្នា​រវាង​ថាមពល​នៃ​រដ្ឋ​ស្ថានី។នៅក្នុងដំណើរការនៃការរំភើបនៃគូប្រូតុង - អេឡិចត្រុងនៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃកត្តាខាងក្រៅអេឡិចត្រុងត្រូវបានផ្លាស់ទីលំនៅ (ដកចេញ) ពីប្រូតុងដោយបរិមាណជាក់លាក់មួយតម្លៃអតិបរមាដែលត្រូវបានកំណត់ដោយថាមពលអ៊ីយ៉ូដ។ បន្ទាប់ពីការបង្កើត photon ដោយគូប្រូតុង-អេឡិចត្រុង អេឡិចត្រុងត្រឡប់ទៅគន្លងចាស់របស់វាវិញ។

អនុញ្ញាតឱ្យយើងប៉ាន់ស្មានទំហំនៃការផ្លាស់ប្តូរអតិបរមានៃអេឡិចត្រុងនៅពេលដែលអាតូមអ៊ីដ្រូសែនរំភើបដោយកត្តាខាងក្រៅមួយចំនួនដែលមានថាមពល 13.6 eV ។

កាំនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែននឹងស្មើនឹង 5.29523 10 −11 ពោលគឺ វានឹងកើនឡើងប្រហែល 0.065%។

បន្ទុកអគ្គីសនីនៃហ្វូតុន។យោងទៅតាមគោលគំនិតអេរ៉ូឌីណាមិក ហ្វូតុងគឺ៖ ភាគល្អិតបឋមដែលជា vortex toroidal បិទជិតនៃ ether បង្រួមជាមួយនឹងចលនា annular នៃ torus (ដូចជាកង់) និងចលនាវីសនៅខាងក្នុងវាអនុវត្តចលនាបកប្រែ-cycloidal (តាមបណ្តោយគន្លងវីស) ដោយសារតែពេល gyroscopic នៃ ការបង្វិល និងការបង្វិលរបស់វាតាមគន្លងរាងជារង្វង់ និងត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីផ្ទេរថាមពល។

ដោយផ្អែកលើរចនាសម្ព័នរបស់ហ្វូតុនជាតួ vortex toroidal ផ្លាស់ទីតាមគន្លង helical ដែល r γ λ គឺជាកាំខាងក្រៅ m γ λ គឺជាម៉ាស់ ω γ λ គឺជាប្រេកង់ធម្មជាតិនៃការបង្វិលបន្ទុកអគ្គីសនីនៃហ្វូតុន អាចត្រូវបានតំណាងដូចខាងក្រោម។

ដើម្បី​សម្រួល​ការ​គណនា ចូរ​យើង​យក​ប្រវែង​នៃ​លំហូរ​អេធើរ​ក្នុង​តួ​នៃ​ហ្វូតុន r = 2π r γ λ ,

u = ω γ λ r γ λ , r 0 λ = 0.2 r γ λ គឺជាកាំនៃផ្នែកនៃរូបកាយហ្វូតុន។

q γ λ = (1/k) 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 (m λ 2πr γ λ) 1/2 = 2π(2ε 0) 1/2 ω γ λ (m λ r 3 γ λ) 1/2 ,

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

កន្សោម (4) តំណាងឱ្យបន្ទុកអគ្គីសនីផ្ទាល់របស់ photon ដោយមិនគិតពីចលនាតាមបណ្តោយគន្លងរាងជារង្វង់។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ ε 0 , m λ , r γ λ គឺ quasi-constant, i.e. អថេរ តម្លៃដែលផ្លាស់ប្តូរមិនសំខាន់ (ប្រភាគនៃ %) នៅក្នុងតំបន់ទាំងមូលនៃអត្ថិភាពនៃ photon (ពីអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដទៅហ្គាម៉ា)។ នេះមានន័យថាបន្ទុកអគ្គីសនីផ្ទាល់របស់ photon គឺជាមុខងារនៃប្រេកង់នៃការបង្វិលជុំវិញអ័ក្សរបស់វា។ ដូចដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងការងារ សមាមាត្រនៃប្រេកង់នៃហ្គាម៉ា ហ្វូតុង ω γ λ Г ទៅនឹង ហ្វូតុងអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ ω γ λ И គឺប្រហែល ω γ λ Г /ω γ λ И ≈ 1000 និងទំហំនៃបន្ទុកអគ្គីសនីផ្ទាល់របស់ហ្វូតុង ផ្លាស់ប្តូរទៅតាម។ នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌទំនើប តម្លៃនេះមិនអាចវាស់វែងបានទេ ដូច្នេះវាមានតម្លៃត្រឹមតែទ្រឹស្តីប៉ុណ្ណោះ។

យោងតាមនិយមន័យនៃ photon វាមានចលនា helical ស្មុគ្រស្មាញ ដែលអាចត្រូវបាន decomposed ទៅជាចលនាតាមបណ្តោយផ្លូវរាងជារង្វង់ និង rectilinear ។ ដើម្បីប៉ាន់ប្រមាណតម្លៃសរុបនៃបន្ទុកអគ្គីសនីនៃ photon វាចាំបាច់ត្រូវគិតគូរពីចលនាតាមបណ្តោយគន្លងរាងជារង្វង់។ ក្នុងករណីនេះបន្ទុកអគ្គីសនីផ្ទាល់របស់ photon ប្រែទៅជាត្រូវបានចែកចាយតាមគន្លងរាងជារង្វង់នេះ។ ដោយគិតគូរពីភាពទៀងទាត់នៃចលនា ដែលជំហាននៃគន្លង helical ត្រូវបានបកស្រាយថាជាប្រវែងរលកនៃហ្វូតុង យើងអាចនិយាយអំពីការពឹងផ្អែកនៃតម្លៃនៃបន្ទុកអគ្គីសនីសរុបនៃហ្វូតុងនៅលើប្រវែងរលករបស់វា។

ពីលក្ខណៈរូបវន្តនៃបន្ទុកអគ្គីសនីតាមសមាមាត្រនៃទំហំនៃបន្ទុកអគ្គីសនីទៅនឹងម៉ាស់របស់វា ហើយហេតុដូច្នេះហើយបានជាបរិមាណរបស់វា។ ដូច្នេះបន្ទុកអគ្គីសនីផ្ទាល់របស់ហ្វូតុនគឺសមាមាត្រទៅនឹងបរិមាណរាងកាយផ្ទាល់របស់ photon (V γ λ) ។ ដូចគ្នានេះដែរ បន្ទុកអគ្គីសនីសរុបនៃហ្វូតុង ដោយគិតគូរពីចលនានៅតាមបណ្តោយគន្លងរាងជារង្វង់ នឹងមានសមាមាត្រទៅនឹងបរិមាណ (V λ) ដែលនឹងបង្កើតជាហ្វូតុងដែលផ្លាស់ទីតាមគន្លងរាងជារង្វង់។

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 ,

q λ = q γ λ រ λ / អិល 2 r γ λ . (5)

ដែល L = r 0γλ /r γλ គឺជាប៉ារ៉ាម៉ែត្ររចនាសម្ព័ន្ធរបស់ photon ស្មើនឹងសមាមាត្រនៃកាំផ្នែកទៅកាំខាងក្រៅនៃរាងកាយ photon (≈ 0.2), V Т = 2π 2 R r 2 គឺជាបរិមាណនៃ torus, R គឺជាកាំនៃរង្វង់នៃការបង្វិលនៃរង្វង់បង្កើតនៃ torus នេះ; r គឺជាកាំនៃរង្វង់បង្កើតនៃ torus ។

q λ = q γ λ រ λ / អិល 2 r γ λ = 2π(2ε 0) 1/2 ω γ λ (m λ r 3 γ λ) 1/2 រ λ / អិល 2 r γ λ ,

q λ = 2 π (2 ε 0 ) 1/2 ω γ λ (m λ r γ λ ) 1/2 រ λ / អិល 2 . (6)

កន្សោម (6) តំណាងឱ្យបន្ទុកអគ្គីសនីសរុបនៃហ្វូតុង។ ដោយសារតែការពឹងផ្អែកនៃបន្ទុកអគ្គីសនីសរុបលើប៉ារ៉ាម៉ែត្រធរណីមាត្រនៃ photon តម្លៃដែលត្រូវបានគេស្គាល់នាពេលបច្ចុប្បន្នដោយមានកំហុសដ៏ធំមួយវាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការទទួលបានតម្លៃពិតប្រាកដនៃបន្ទុកអគ្គីសនីដោយការគណនា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការវាយតម្លៃរបស់វាអនុញ្ញាតឱ្យយើងទាញការសន្និដ្ឋានទ្រឹស្តី និងជាក់ស្តែងមួយចំនួន។

សម្រាប់ទិន្នន័យពីការងារ, i.e. នៅ λ = 225 nm, ω γ λ ≈ 6.6641 10 30 rpm,

m λ≈ 10-40 គីឡូក្រាម r γ λ ≈ 10 -20 ម, រ λ ≈ 0.179 10 -16 m, អិល≈ 0.2 យើងទទួលបានតម្លៃនៃបន្ទុកអគ្គីសនីសរុបនៃហ្វូតុន៖

q λ = 0, 786137 10 -19 Cl ។

តម្លៃដែលទទួលបាននៃបន្ទុកអគ្គីសនីសរុបនៃហ្វូតុងដែលមានរលកប្រវែង 225 nm គឺស្ថិតក្នុងការព្រមព្រៀងគ្នាដ៏ល្អជាមួយនឹងតម្លៃដែលវាស់វែងដោយ R. Millikan (1.592 10 -19 C) ដែលក្រោយមកបានក្លាយទៅជាថេរជាមូលដ្ឋានដែលតម្លៃរបស់វាត្រូវគ្នានឹង បន្ទុកអគ្គិសនីនៃ photon ពីរ។ តម្លៃទ្វេដងនៃបន្ទុកអគ្គីសនីដែលបានគណនានៃហ្វូតុង៖

2q λ = 1.57227 10 -19 C,

នៅក្នុងប្រព័ន្ធឯកតាអន្តរជាតិ (SI) បន្ទុកអគ្គីសនីបឋមគឺ 1.602 176 6208(98) 10 −19 គ។ តម្លៃទ្វេដងនៃបន្ទុកអគ្គីសនីបឋមគឺដោយសារតែការពិតដែលថាគូប្រូតុង - អេឡិចត្រុងដោយសារតែស៊ីមេទ្រីរបស់វាតែងតែបង្កើត photon ពីរ។ កាលៈទេសៈនេះត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយពិសោធន៍ដោយអត្ថិភាពនៃដំណើរការដូចជាការបំផ្លិចបំផ្លាញនៃគូអេឡិចត្រុង-positron ពោលគឺឧ។ នៅក្នុងដំណើរការនៃការបំផ្លាញទៅវិញទៅមកនៃអេឡិចត្រុង និង positron មួយ photon ពីរមានពេលវេលាដើម្បីបង្កើត ក៏ដូចជាអត្ថិភាពនៃឧបករណ៍ល្បីដូចជា photomultipliers និង lasers ។

ការរកឃើញ។ដូច្នេះនៅក្នុងការងារនេះ វាត្រូវបានបង្ហាញថា បន្ទុកអគ្គីសនីគឺជាទ្រព្យសម្បត្តិមូលដ្ឋាននៃធម្មជាតិ ដែលដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការយល់ដឹងអំពីខ្លឹមសារនៃភាគល្អិតបឋម អាតូម និងរចនាសម្ព័ន្ធផ្សេងទៀតនៃមីក្រូវើល។

ខ្លឹមសារនៃអេឡិចត្រូឌីណាមិកនៃបន្ទុកអគ្គិសនីធ្វើឱ្យវាអាចបញ្ជាក់បាននូវការបកស្រាយនៃរចនាសម្ព័ន្ធ លក្ខណៈសម្បត្តិ និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃភាគល្អិតបឋមដែលខុសពីរូបវិទ្យាទំនើបដែលគេស្គាល់។

ដោយផ្អែកលើគំរូអេរ៉ូឌីណាមិកនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន និងលក្ខណៈរូបវន្តនៃបន្ទុកអគ្គិសនី ការប៉ាន់ប្រមាណនៃបន្ទុកអគ្គិសនីនៃប្រូតុង អេឡិចត្រុង និងហ្វូតុងត្រូវបានផ្តល់ឱ្យ។

ទិន្នន័យសម្រាប់ប្រូតុង និងអេឡិចត្រុង ក្នុងទិដ្ឋភាពនៃកង្វះការបញ្ជាក់ពិសោធន៍នៅពេលនេះ គឺមានលក្ខណៈទ្រឹស្ដី ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយគិតគូរពីកំហុស ពួកវាអាចប្រើប្រាស់បានទាំងក្នុងទ្រឹស្តី និងក្នុងការអនុវត្ត។

ទិន្នន័យសម្រាប់ហ្វូតុនគឺនៅក្នុងកិច្ចព្រមព្រៀងដ៏ល្អជាមួយនឹងលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍ល្បីលើការវាស់វែងទំហំនៃបន្ទុកអគ្គិសនី និងបញ្ជាក់ពីតំណាងខុសនៃបន្ទុកអគ្គិសនីបឋម។

អក្សរសិល្ប៍៖

1. Lyamin VS, Lyamin DV ខ្លឹមសាររូបវិទ្យានៃបន្ទុកអគ្គីសនី។
2. Kasterin N.P. ការធ្វើទូទៅនៃសមីការជាមូលដ្ឋាននៃឌីណាមិក និងអេឡិចត្រូឌីណាមិក
   (ផ្នែកឌីណាមិក) ។ បញ្ហានៃ hydrodynamics រូបវ័ន្ត / ការប្រមូលអត្ថបទ, ed ។ អ្នកសិក្សានៃបណ្ឌិត្យសភាវិទ្យាសាស្ត្រនៃ BSSR A.V. លីកូវ។ - ទីក្រុង Minsk: វិទ្យាស្ថាននៃការផ្ទេរកំដៅ និងការផ្ទេរដ៏ធំនៃបណ្ឌិត្យសភាវិទ្យាសាស្ត្រនៃ BSSR, 1971, ទំ។ ២៦៨ – ៣០៨ .
3. Atsyukovsky V.A. អេតូឌីណាមិកទូទៅ។ ការធ្វើគំរូនៃរចនាសម្ព័ន្ធរូបធាតុ និងវាលនៅលើមូលដ្ឋាននៃគោលគំនិតនៃឧស្ម័ន ether ។ ការបោះពុម្ពលើកទីពីរ។ M.: Energoatomizdat, 2003. 584 ទំ។
4. Emelyanov V. M. គំរូស្តង់ដារ និងផ្នែកបន្ថែមរបស់វា។ - M. : Fizmatlit, 2007. - 584 ទំ។
5. បិទ F. ការណែនាំអំពី quarks និង partons ។ - M. : Mir, 1982. - 438 ទំ។
6. Akhiezer A I, Rekalo M P "បន្ទុកអគ្គីសនីនៃភាគល្អិតបឋម" UFN 114 487-508 (1974) ។
.
7. សព្វវចនាធិប្បាយរូបវិទ្យា។ ក្នុង 5 ភាគ។ - អិមៈសព្វវចនាធិប្បាយសូវៀត។ និពន្ធនាយក A.M. Prokhorov ។ ឆ្នាំ ១៩៨៨។

លីមីន V.S. , Lyamin D. V. Lvov

ប្រសិនបើអ្នកស្គាល់រចនាសម្ព័ន្ធនៃអាតូម នោះអ្នកប្រហែលជាដឹងថាអាតូមនៃធាតុណាមួយមានភាគល្អិតបឋមបីប្រភេទ៖ ប្រូតុង អេឡិចត្រុង នឺត្រុង។ ប្រូតុងផ្សំជាមួយនឺត្រុងដើម្បីបង្កើតជាស្នូលអាតូម។ ដោយសារប្រូតុងមានបន្ទុកវិជ្ជមាន ស្នូលអាតូមតែងតែមានបន្ទុកវិជ្ជមាន។ នៃស្នូលអាតូមត្រូវបានទូទាត់ដោយពពកនៃភាគល្អិតបឋមផ្សេងទៀតដែលនៅជុំវិញវា។ អេឡិចត្រុងដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមានគឺជាផ្នែកនៃអាតូមដែលរក្សាលំនឹងការចោទប្រកាន់របស់ប្រូតុង។ អាស្រ័យលើនុយក្លេអ៊ែរអាតូមដែលព័ទ្ធជុំវិញ ធាតុមួយអាចជាអព្យាក្រឹតអគ្គិសនី (ក្នុងករណីចំនួនប្រូតុង និងអេឡិចត្រុងស្មើគ្នាក្នុងអាតូម) ឬមានបន្ទុកវិជ្ជមាន ឬអវិជ្ជមាន (ក្នុងករណីកង្វះខាត ឬលើសនៃអេឡិចត្រុង។ រៀងៗខ្លួន)។ អាតូមនៃធាតុដែលផ្ទុកបន្ទុកជាក់លាក់មួយត្រូវបានគេហៅថាអ៊ីយ៉ុង។

វាជាការសំខាន់ក្នុងការចងចាំថាវាគឺជាចំនួនប្រូតុងដែលកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិនៃធាតុនិងទីតាំងរបស់ពួកគេនៅក្នុងតារាងតាមកាលកំណត់។ D.I. Mendeleev ។ នឺត្រុងនៅក្នុងស្នូលអាតូមមិនគិតថ្លៃទេ។ ដោយសារតែប្រូតុងទាំងពីរគឺអាចប្រៀបធៀបបាន និងអនុវត្តស្មើៗគ្នា ហើយម៉ាស់អេឡិចត្រុងមួយគឺមានភាពធ្វេសប្រហែសបើប្រៀបធៀបទៅនឹងពួកវា (1836 ដងតិចជាងចំនួននឺត្រុងនៅក្នុងស្នូលនៃអាតូមមួយដើរតួយ៉ាងសំខាន់គឺ៖ វាកំណត់ស្ថេរភាពនៃប្រព័ន្ធ និងល្បឿននៃស្នូល។ មាតិកានឺត្រុងត្រូវបានកំណត់ដោយអ៊ីសូតូប (ភាពខុសគ្នា) នៃធាតុ។

ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែភាពមិនស្របគ្នារវាងម៉ាស់នៃភាគល្អិតដែលមានបន្ទុក ប្រូតុង និងអេឡិចត្រុងមានបន្ទុកជាក់លាក់ផ្សេងៗគ្នា (តម្លៃនេះត្រូវបានកំណត់ដោយសមាមាត្រនៃបន្ទុកនៃភាគល្អិតបឋមទៅនឹងម៉ាស់របស់វា)។ ជាលទ្ធផល បន្ទុកជាក់លាក់នៃប្រូតុងគឺ 9.578756(27) 107 C/kg ធៀបនឹង -1.758820088(39) 1011 សម្រាប់អេឡិចត្រុង។ ដោយសារតែតម្លៃខ្ពស់នៃបន្ទុកជាក់លាក់ ប្រូតុងឥតគិតថ្លៃមិនអាចមាននៅក្នុងប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយរាវទេ៖ ពួកវាអាចទទួលយកបានចំពោះជាតិទឹក។

ម៉ាស់ និងបន្ទុកនៃប្រូតុង គឺជាបរិមាណជាក់លាក់ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅដើមសតវត្សទីចុងក្រោយ។ តើ​អ្នក​វិទ្យាសាស្ត្រ​រូប​ណា​បង្កើត​ការ​រក​ឃើញ​ដ៏​អស្ចារ្យ​បំផុត​មួយ​ក្នុង​សតវត្សរ៍​ទី ២០? ត្រលប់ទៅឆ្នាំ 1913 Rutherford ដោយផ្អែកលើការពិតដែលថាម៉ាស់នៃធាតុគីមីដែលគេស្គាល់ទាំងអស់គឺធំជាងម៉ាស់នៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនដោយចំនួនគត់បានស្នើថាស្នូលនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានរួមបញ្ចូលនៅក្នុងស្នូលនៃអាតូមមួយ។ នៃធាតុណាមួយ។ បន្តិចក្រោយមក Rutherford បានធ្វើការពិសោធន៍មួយដែលគាត់បានសិក្សាពីអន្តរកម្មនៃស្នូលនៃអាតូមអាសូតជាមួយភាគល្អិតអាល់ហ្វា។ ជាលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍ ភាគល្អិតមួយបានហោះចេញពីស្នូលនៃអាតូម ដែល Rutherford ហៅថា "ប្រូតុង" (មកពីពាក្យក្រិក "protos" - ដំបូង) ហើយបានណែនាំថាវាជាស្នូលនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ ការសន្មត់នេះត្រូវបានបង្ហាញដោយពិសោធន៍កំឡុងពេលធ្វើការពិសោធន៍វិទ្យាសាស្ត្រនេះឡើងវិញនៅក្នុងបន្ទប់ពពក។

Rutherford ដូចគ្នាក្នុងឆ្នាំ 1920 បានដាក់ចេញនូវសម្មតិកម្មមួយអំពីអត្ថិភាពនៅក្នុងស្នូលអាតូមិកនៃភាគល្អិតដែលម៉ាស់គឺស្មើនឹងម៉ាសនៃប្រូតុង ប៉ុន្តែវាមិនផ្ទុកបន្ទុកអគ្គីសនីទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ Rutherford ខ្លួនគាត់ផ្ទាល់បានបរាជ័យក្នុងការរកឃើញភាគល្អិតនេះ។ ប៉ុន្តែនៅឆ្នាំ 1932 សិស្សរបស់គាត់ Chadwick បានធ្វើពិសោធន៍បានបង្ហាញពីអត្ថិភាពនៃនឺត្រុងនៅក្នុងស្នូលអាតូម ដែលជាភាគល្អិតមួយ ដូចដែលបានព្យាករណ៍ដោយ Rutherford ប្រហែលស្មើនឹងម៉ាស់ទៅនឹងប្រូតុង។ វាមានការលំបាកជាងមុនក្នុងការរកឃើញនឺត្រុង ព្រោះវាមិនមានបន្ទុកអគ្គិសនី ហើយដូច្នេះ មិនត្រូវធ្វើអន្តរកម្មជាមួយនឺត្រុងផ្សេងទៀតឡើយ។ អវត្ដមាននៃការចោទប្រកាន់ពន្យល់ពីទ្រព្យសម្បត្តិនៃនឺត្រុងដូចជាថាមពលជ្រៀតចូលខ្ពស់ណាស់។

ប្រូតុង និងនឺត្រុងត្រូវបានចងនៅក្នុងស្នូលអាតូមដោយអន្តរកម្មយ៉ាងខ្លាំង។ ឥឡូវ​នេះ អ្នក​រូបវិទ្យា​យល់ស្រប​ថា ភាគល្អិត​នុយក្លេអ៊ែរ​បឋម​ទាំងពីរ​នេះ​មាន​លក្ខណៈ​ស្រដៀង​គ្នា​ខ្លាំង​ណាស់។ ដូច្នេះ ពួកគេមានវិលស្មើគ្នា ហើយកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរធ្វើសកម្មភាពលើពួកគេតាមរបៀបដូចគ្នា។ ភាពខុសគ្នាតែមួយគត់គឺថាការចោទប្រកាន់របស់ប្រូតុងគឺវិជ្ជមានខណៈពេលដែលនឺត្រុងមិនមានបន្ទុកអ្វីទាំងអស់។ ប៉ុន្តែដោយសារបន្ទុកអគ្គីសនីនៅក្នុងអន្តរកម្មនុយក្លេអ៊ែរមិនមានបញ្ហាទេ វាអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាប្រភេទស្លាកសម្រាប់ប្រូតុងប៉ុណ្ណោះ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើដើម្បីដកហូតប្រូតុងនៃបន្ទុកអគ្គីសនី នោះវានឹងបាត់បង់លក្ខណៈបុគ្គលរបស់វា។

នៅក្នុងអត្ថបទនេះ អ្នកនឹងឃើញព័ត៌មានអំពីប្រូតុង ដែលជាភាគល្អិតបឋមដែលបង្កប់លើសកលលោក រួមជាមួយនឹងធាតុផ្សេងទៀតរបស់វា ដែលប្រើក្នុងគីមីវិទ្យា និងរូបវិទ្យា។ លក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ប្រូតុង លក្ខណៈរបស់វានៅក្នុងគីមីសាស្ត្រ និងស្ថេរភាពនឹងត្រូវបានកំណត់។

តើអ្វីទៅជាប្រូតុង

ប្រូតុនគឺជាអ្នកតំណាងម្នាក់នៃភាគល្អិតបឋមដែលត្រូវបានគេសំដៅថាជាបារីយ៉ុង e.ch. នៅក្នុងនោះ fermions មានអន្តរកម្មយ៉ាងខ្លាំង ហើយភាគល្អិតខ្លួនវាមាន 3 quarks ។ ប្រូតុងគឺជាភាគល្អិតដែលមានស្ថេរភាព និងមានសន្ទុះផ្ទាល់ខ្លួន - បង្វិល½។ ការកំណត់រូបវិទ្យានៃប្រូតុងគឺ ទំ(ឬ ទំ +)

ប្រូតុងគឺជាភាគល្អិតបឋមដែលចូលរួមក្នុងដំណើរការ thermonuclear ។ វាគឺជាប្រតិកម្មប្រភេទនេះ ដែលជាប្រភពសំខាន់នៃថាមពលដែលបង្កើតដោយផ្កាយនៅទូទាំងសកលលោក។ ស្ទើរតែបរិមាណថាមពលទាំងអស់ដែលបញ្ចេញដោយព្រះអាទិត្យគឺមានតែដោយសារតែការបញ្ចូលគ្នានៃប្រូតុងចំនួន 4 ចូលទៅក្នុងស្នូលអេលីយ៉ូមតែមួយជាមួយនឹងការបង្កើតនឺត្រុងមួយពីប្រូតុងពីរ។

លក្ខណៈសម្បត្តិដែលមាននៅក្នុងប្រូតុង

ប្រូតុងគឺជាផ្នែកមួយនៃបារីយ៉ុង។ វាគឺជាការពិតមួយ។ បន្ទុក និងម៉ាសនៃប្រូតុងគឺថេរ។ តាមអគ្គិសនី ប្រូតុងត្រូវបានគិតថ្លៃ +1 ហើយម៉ាស់របស់វាត្រូវបានកំណត់ក្នុងឯកតារង្វាស់ផ្សេងៗ ហើយគឺ 938.272 0813(58) ក្នុង MeV ក្នុងគីឡូក្រាមនៃប្រូតុងទម្ងន់គឺ 1.672 621 898(21) 10-27 គីឡូក្រាមក្នុងឯកតា។ នៃម៉ាស់អាតូម ទម្ងន់នៃប្រូតុងគឺ 1.007 276 466 879(91) ក។ m. ហើយទាក់ទងទៅនឹងម៉ាស់អេឡិចត្រុង ប្រូតុងមានទម្ងន់ 1836.152 673 89 (17) ទាក់ទងនឹងអេឡិចត្រុង។

ប្រូតុង និយមន័យដែលត្រូវបានផ្តល់ឱ្យខាងលើ ពីទស្សនៈនៃរូបវិទ្យា គឺជាភាគល្អិតបឋមដែលមានការព្យាករ isospin នៃ +½ ហើយរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរយល់ឃើញថាភាគល្អិតនេះជាមួយនឹងសញ្ញាផ្ទុយ។ ប្រូតុងខ្លួនវាគឺជានុយក្លេអុង ហើយមាន 3 quarks (ពីរ quarks u និង quark d មួយ) ។

រចនាសម្ព័នរបស់ប្រូតុងត្រូវបានស៊ើបអង្កេតដោយអ្នករូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរមកពីសហរដ្ឋអាមេរិក - Robert Hofstadter ។ ដើម្បីសម្រេចបាននូវគោលដៅនេះ រូបវិទូបានបុកប្រូតុងជាមួយនឹងអេឡិចត្រុងដែលមានថាមពលខ្ពស់ ហើយសម្រាប់ការពិពណ៌នាគាត់បានទទួលរង្វាន់ណូបែលផ្នែករូបវិទ្យា។

សមាសធាតុនៃប្រូតុងរួមមានស្នូលមួយ (ស្នូលធ្ងន់) ដែលមានប្រហែលសាមសិបប្រាំភាគរយនៃថាមពលនៃបន្ទុកអគ្គិសនីនៃប្រូតុង និងមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់។ សែលជុំវិញស្នូលគឺកម្រមានណាស់។ សែលមានជាចម្បងនៃ mesons និម្មិតនៃប្រភេទនិង p និងអនុវត្តប្រហែលហាសិបភាគរយនៃសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃប្រូតុងនិងមានទីតាំងស្ថិតនៅចម្ងាយស្មើនឹងប្រមាណពី 0.25 * 10 13 ទៅ 1.4 * 10 13 ។ បន្តទៅទៀត នៅចម្ងាយប្រហែល 2.5*10 13 សង់ទីម៉ែត្រ សែលមាន និង w virtual mesons និងមានប្រហែលដប់ប្រាំភាគរយនៃបន្ទុកអគ្គិសនីរបស់ប្រូតុង។

ស្ថេរភាពនិងស្ថេរភាពនៃប្រូតុង

នៅក្នុងស្ថានភាពសេរី ប្រូតុងមិនបង្ហាញសញ្ញាណាមួយនៃការពុកផុយ ដែលបង្ហាញពីស្ថេរភាពរបស់វា។ ស្ថានភាពស្ថេរភាពនៃប្រូតុងដែលជាតំណាងស្រាលបំផុតនៃបារីយ៉ុងត្រូវបានកំណត់ដោយច្បាប់នៃការអភិរក្សចំនួនបារីយ៉ុង។ ដោយមិនបំពានច្បាប់ SBC ប្រូតុងអាចបំបែកទៅជានឺត្រុីន ប៉ូស៊ីតរ៉ុន និងភាគល្អិតបឋមដែលស្រាលជាង។

ប្រូតុងនៃស្នូលនៃអាតូមមានសមត្ថភាពចាប់យកប្រភេទអេឡិចត្រុងមួយចំនួនដែលមានសំបកអាតូម K, L, M ។ ប្រូតុងដែលបានបញ្ចប់ការចាប់យកអេឡិចត្រុង ចូលទៅក្នុងនឺត្រុង ហើយជាលទ្ធផលបញ្ចេញនឺត្រុងណូ ហើយ "ប្រហោង" ដែលបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃការចាប់យកអេឡិចត្រុងត្រូវបានបំពេញដោយអេឡិចត្រុងពីខាងលើស្រទាប់អាតូមិក។

នៅក្នុងស៊ុមមិននិចលភាពនៃសេចក្តីយោង ប្រូតុងត្រូវតែទទួលបានអាយុកាលកំណត់ដែលអាចគណនាបាន នេះគឺដោយសារតែឥទ្ធិពល (វិទ្យុសកម្ម) Unruh ដែលនៅក្នុងទ្រឹស្តីវាលកង់ទិចព្យាករណ៍ពីការសញ្ជឹងគិតដែលអាចកើតមាននៃវិទ្យុសកម្មកម្ដៅនៅក្នុងស៊ុមនៃសេចក្តីយោងដែលត្រូវបានពន្លឿន។ អវត្ដមាននៃប្រភេទវិទ្យុសកម្មនេះ។ ដូច្នេះ នៅក្នុងវត្តមាននៃពេលវេលាកំណត់នៃអត្ថិភាពរបស់វា ប្រូតុងអាចឆ្លងកាត់ការពុកផុយបេតាទៅជា positron នឺត្រុង ឬនឺត្រុងណូ ទោះបីជាការពិតដែលថាដំណើរការនៃការពុកផុយបែបនេះត្រូវបានហាមឃាត់ដោយ ESE ក៏ដោយ។

ការប្រើប្រាស់ប្រូតុងក្នុងគីមីវិទ្យា

ប្រូតុងគឺជាអាតូម H ដែលបង្កើតឡើងពីប្រូតុងតែមួយ ហើយមិនមានអេឡិចត្រុងទេ ដូច្នេះក្នុងន័យគីមី ប្រូតុងគឺជាស្នូលមួយនៃអាតូម H ។ នឺត្រុងដែលផ្គូផ្គងជាមួយប្រូតុងបង្កើតស្នូលនៃអាតូមមួយ។ នៅក្នុង PTCE របស់ Dmitri Ivanovich Mendeleev លេខធាតុបង្ហាញពីចំនួនប្រូតុងនៅក្នុងអាតូមនៃធាតុជាក់លាក់មួយ ហើយលេខធាតុត្រូវបានកំណត់ដោយបន្ទុកអាតូមិច។

អ៊ីដ្រូសែន cations គឺជាអ្នកទទួលអេឡិចត្រុងខ្លាំង។ នៅក្នុងគីមីវិទ្យា ប្រូតុងត្រូវបានទទួលជាចម្បងពីអាស៊ីតនៃធម្មជាតិសរីរាង្គ និងសារធាតុរ៉ែ។ អ៊ីយ៉ូដ​គឺ​ជា​វិធី​មួយ​ដើម្បី​ផលិត​ប្រូតុង​ក្នុង​ដំណាក់កាល​ឧស្ម័ន។

ក្នុង​ផ្នែក​លើ​សំណួរ តើ​អ្វី​ទៅ​ជា​បន្ទុក​របស់​ប្រូតុង? ផ្តល់ឱ្យដោយអ្នកនិពន្ធ អឺរ៉ុបចម្លើយដ៏ល្អបំផុតគឺ បន្ទុកអេឡិចត្រុងដែលមានសញ្ញាផ្ទុយ។

ចម្លើយពី រាងកាយ[គ្រូ]
q=1.6021917E-19coulomb (E-19 មានន័យថា 10 ដល់ ដកលេខ 19)។

ចម្លើយពី កំណើន[អ្នកថ្មី]
កោសិកា 1.6*10^(-19) ឬ 1 អេឡិចត្រុង

ចម្លើយពី បុគ្គលិក[មេ]
ប្រូតុងគឺជាភាគល្អិតបឋម។ សំដៅលើ hadrons មានបង្វិល 1/2 បន្ទុកអគ្គីសនី +1 ។ ចាត់​ទុក​ថា​ជា​នុយក្លេអុង​ដែល​មាន​ការ​ព្យាករ isospin នៃ +1/2 ។ មាន quarks បី (d-quark មួយ និង u-quarks ពីរ) ។ មានស្ថេរភាព (ដែនកំណត់អាយុកាលទាបគឺ 2.9 × 1029 ឆ្នាំដោយមិនគិតពីឆានែលពុកផុយ 1.6 × 1033 ឆ្នាំសម្រាប់ការបំបែកទៅជា positron និង pion អព្យាក្រឹត) ។ ម៉ាស់ប្រូតុង 938.271998±0.000038 MeV ឬ 1.00727646688±0.00000000013 a.u. e.m. ឬ 1.672 622 964 ∙ 10−27 គីឡូក្រាម។
ស្នូលនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនមានប្រូតុងមួយ។ ប្រូតុងក្នុងន័យគីមីគឺជាស្នូលនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន (ច្បាស់ជាងនេះទៅទៀត អ៊ីសូតូបស្រាលរបស់វា - ប្រូទីយ៉ូម) ដោយគ្មានអេឡិចត្រុង។ នៅក្នុងរូបវិទ្យា ប្រូតុងត្រូវបានតាងដោយអក្សរ p ។ ការរចនាគីមីនៃប្រូតុង (អ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែនវិជ្ជមាន) គឺ H+ ការកំណត់តារាសាស្ត្រគឺ HII ។
ប្រូតុង (រួមគ្នាជាមួយនឺត្រុង) គឺជាធាតុផ្សំសំខាន់នៃនុយក្លេអ៊ែរអាតូមិក។ ការចោទប្រកាន់នៃស្នូលមួយត្រូវបានកំណត់ដោយចំនួនប្រូតុងនៅក្នុងវា។
ការគិតថ្លៃប្រូតុង qpr = + e ។
បន្ទុកអគ្គិសនីនៃប្រូតុង = 1.6*10^(–19) C
ម៉ាស់ប្រូតុងគឺប្រហែល 1840 ដងច្រើនជាងម៉ាស់អេឡិចត្រុង។

នឺត្រុង​ត្រូវ​បាន​រក​ឃើញ​ដោយ​រូបវិទូ​ជនជាតិ​អង់គ្លេស James Chadwick ក្នុង​ឆ្នាំ ១៩៣២។ ម៉ាស់នឺត្រុងគឺ 1.675 · 10-27 គីឡូក្រាម ដែលធំជាងម៉ាស់អេឡិចត្រុង 1839 ដង។ នឺត្រុងមិនមានបន្ទុកអគ្គីសនីទេ។

វា​ជា​ទម្លាប់​ក្នុង​ចំណោម​អ្នក​គីមីវិទ្យា​ក្នុង​ការ​ប្រើ​ឯកតា​នៃ​ម៉ាស់​អាតូម ឬ ដាល់តុន (ឃ) ដែល​មាន​ប្រមាណ​ស្មើ​នឹង​ម៉ាស់​ប្រូតុង។ ម៉ាស់ប្រូតុង និងម៉ាស់នឺត្រុងគឺប្រហែលស្មើនឹងឯកតានៃម៉ាស់អាតូម។

2.3.2 រចនាសម្ព័ន្ធនៃស្នូលអាតូម

នុយក្លេអ៊ែអាតូមជាច្រើនប្រភេទ ត្រូវបានគេដឹងថាមាន។ រួមជាមួយនឹងអេឡិចត្រុងជុំវិញស្នូលពួកវាបង្កើតបានជាអាតូមនៃធាតុគីមីផ្សេងៗ។

ទោះបីជារចនាសម្ព័ន្ធលម្អិតនៃនុយក្លេអ៊ែរមិនត្រូវបានបង្កើតឡើងក៏ដោយ ក៏អ្នករូបវិទ្យាយល់ស្របជាឯកច្ឆ័ន្ទថា នុយក្លេអ៊ែអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាមានធាតុផ្សំនៃប្រូតុង និងនឺត្រុង។

ចូរយើងពិចារណាអំពី deuteron ជាឧទាហរណ៍ជាមុនសិន។ នេះគឺជាស្នូលនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនធ្ងន់ ឬអាតូម deuterium ។ deuteron មានបន្ទុកអគ្គិសនីដូចគ្នាទៅនឹងប្រូតុង ប៉ុន្តែម៉ាស់របស់វាគឺប្រហែលពីរដងនៃបន្ទុកអគ្គិសនីជាងប្រូតុង ប៉ុន្តែម៉ាស់របស់វាគឺប្រហែលពីរដងនៃប្រូតុង។ វាត្រូវបានគេជឿថា deuteron មានប្រូតុងមួយ និងនឺត្រុងមួយ។

ស្នូលនៃអាតូមអេលីយ៉ូម ឬហៅថាភាគល្អិតអាល់ហ្វា ឬអេលីយ៉ូម មានបន្ទុកអគ្គិសនីពីរដងនៃប្រូតុង និងម៉ាស់ប្រហែលបួនដងនៃប្រូតុង។ ភាគល្អិតអាល់ហ្វាត្រូវបានចាត់ទុកថាមានប្រូតុងពីរ និងនឺត្រុងពីរ។

2.4 គន្លងអាតូមិច

គន្លងអាតូម គឺជាលំហជុំវិញស្នូល ដែលអេឡិចត្រុងទំនងជាត្រូវបានរកឃើញ។

អេឡិចត្រុងដែលផ្លាស់ទីក្នុងគន្លងបង្កើតជាស្រទាប់អេឡិចត្រុង ឬកម្រិតថាមពល។

ចំនួនអតិបរមានៃអេឡិចត្រុងក្នុងកម្រិតថាមពលត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្ត៖

ន = 2 ន2 ,

កន្លែងណា នគឺជាលេខ quantum សំខាន់;

នគឺជាចំនួនអតិបរមានៃអេឡិចត្រុង។

អេឡិចត្រុងដែលមានតម្លៃដូចគ្នានៃលេខ quantum សំខាន់គឺនៅកម្រិតថាមពលដូចគ្នា។ កម្រិតអគ្គិសនីកំណត់ដោយតម្លៃ n=1,2,3,4,5 ។ល។ ត្រូវបានកំណត់ជា K,L,M,N ជាដើម។ យោងតាមរូបមន្តខាងលើកម្រិតថាមពលទីមួយ (ជិតបំផុតទៅនឹងស្នូល) អាចមាន - 2, ទីពីរ - 8, ទីបី - 18 អេឡិចត្រុងនិងដូច្នេះនៅលើ។

លេខ quantum សំខាន់កំណត់តម្លៃថាមពលក្នុងអាតូម។ អេឡិចត្រុងដែលមានបំរុងថាមពលតូចបំផុតគឺនៅកម្រិតថាមពលទីមួយ (n=1)។ វាត្រូវគ្នាទៅនឹង s-orbital ដែលមានរាងស្វ៊ែរ។ អេឡិចត្រុងដែលកាន់កាប់គន្លង s ត្រូវបានគេហៅថាអេឡិចត្រុង s ។

ចាប់ផ្តើមពី n=2 កម្រិតថាមពលត្រូវបានបែងចែកទៅជាអនុកម្រិតដែលខុសគ្នាពីគ្នាទៅវិញទៅមកដោយថាមពលភ្ជាប់ជាមួយស្នូល។ មាន s-, p-, d- និង f-sublevels ។ កម្រិតរងទម្រង់ រស់នៅមានរូបរាងដូចគ្នា។

កម្រិតថាមពលទីពីរ (n=2) មាន s-orbital (តំណាងឱ្យ 2s-orbital) និង p-orbitals បី (តំណាងឱ្យ 2p-orbital) ។ អេឡិចត្រុង 2s ស្ថិតនៅឆ្ងាយពីស្នូលជាងអេឡិចត្រុង 1s និងមានថាមពលច្រើនជាង។ គន្លង 2p-orbital នីមួយៗមានរូបរាងនៃភាគប្រាំបីដែលមានទីតាំងនៅអ័ក្សកាត់កែងទៅនឹងអ័ក្សនៃ p-orbitals ពីរផ្សេងទៀត (តំណាង px-, py-, pz - orbitals) ។ អេឡិចត្រុងនៅក្នុងគន្លង p ត្រូវបានគេហៅថា p អេឡិចត្រុង។

កម្រិតថាមពលទីបីមានអនុកម្រិតបី (3s, 3p, 3d)។ កម្រិតរង d មានគន្លងចំនួនប្រាំ។

កម្រិតថាមពលទីបួន (n=4) មាន 4 កម្រិតរង (4s, 4p, 4d និង 4f)។ f-sublevel មានគន្លងចំនួនប្រាំពីរ។

យោងតាមគោលការណ៍ Pauli អេឡិចត្រុងមិនលើសពីពីរអាចស្ថិតនៅក្នុងគន្លងតែមួយ។ ប្រសិនបើមានអេឡិចត្រុងមួយនៅក្នុងគន្លងមួយ វាត្រូវបានគេហៅថា unpaired ។ ប្រសិនបើមានអេឡិចត្រុងពីរនោះពួកវាត្រូវបានផ្គូផ្គង។ ជាងនេះទៅទៀត អេឡិចត្រុងដែលបានផ្គូផ្គងត្រូវតែមានវិលផ្ទុយគ្នា។ ជាធម្មតា ការបង្វិលអាចត្រូវបានតំណាងថាជាការបង្វិលនៃអេឡិចត្រុងជុំវិញអ័ក្សផ្ទាល់របស់ពួកគេតាមទ្រនិចនាឡិកា និងច្រាសទ្រនិចនាឡិកា។

នៅលើរូបភព។ 3 បង្ហាញពីការរៀបចំដែលទាក់ទងនៃកម្រិតថាមពល និងកម្រិតរង។ គួរកត់សម្គាល់ថាកម្រិតរង 4s មានទីតាំងនៅខាងក្រោមកម្រិតរង 3d ។

ការចែកចាយអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមលើកម្រិតថាមពល និងកម្រិតរងត្រូវបានបង្ហាញដោយប្រើរូបមន្តអេឡិចត្រូនិច ឧទាហរណ៍៖

លេខនៅពីមុខអក្សរបង្ហាញពីចំនួននៃកម្រិតថាមពល អក្សរបង្ហាញពីរូបរាងនៃពពកអេឡិចត្រុង លេខនៅខាងស្តាំខាងលើអក្សរបង្ហាញពីចំនួនអេឡិចត្រុងដែលមានរូបរាងពពកនេះ។

ក្នុង​រូបមន្ត​អេឡិច​ត្រូនិក​ក្រាហ្វិក គន្លង​អាតូមិក​ត្រូវ​បាន​បង្ហាញ​ជា​ការ៉េ អេឡិចត្រុង​ត្រូវ​បាន​បង្ហាញ​ជា​ព្រួញ (ទិស​បង្វិល) (តារាង ១)