Протонният заряд е основната стойност на физиката на елементарните частици

Ако сте запознати със структурата на атома, вероятно знаете, че атомът на всеки елемент се състои от три вида елементарни частици: протони, електрони, неутрони. Протоните в комбинация с неутроните образуват атомно ядро химически елемент. Тъй като зарядът на протона е положителен, атомното ядро ​​е винаги положително заредено. Електрическо зареждане на атомното ядро ​​се компенсира от околния облак на другите елементарни частици. Отрицателно зареденият електронен е този компонент на атома, който стабилизира заряда на протона. В зависимост от това колко електрони обграждат ядрото, елементът може да бъде или електрически неутрален (в случай на равен брой протони и електрони в атома), или има положителен или отрицателен заряд (в случай на недостиг или излишък на електрони, съответно). Атомът на елемент, носещ определен заряд, се нарича йон.

Важно е да запомните, че броят на протоните определя свойствата на елементите и тяхната позиция в периодичната таблица. Д. И. Менделеев. Неутроните, които се съдържат в атомното ядро, не се зареждат. Поради факта, че неутронна маса и протоните са корелирани и практически еднакви един с друг, а масата на електроните е пренебрежимо малка в сравнение с тях (1836 пъти по-малко протонна маса), тогава броят на неутроните в ядрото на атома играе много важна роля, а именно: определя стабилността на системата и скоростта разпад на радиоактивни ядра. Изотопът (сорта) на елемента се определя от съдържанието на неутроните.

Въпреки това, поради несъответствието на масите на заредените частици, протоните и електроните имат различни специфични заряди (тази стойност се определя от съотношението на заряда на елементарна частица към нейната маса). В резултат на това специфичният заряд на протона е 9.578756 (27) middot-107 клетки / kg спрямо -1.758820088 (39) middot-1011 за електрона. Поради високата стойност на специфичния заряд свободните протони не могат да съществуват в течна среда: те могат да се хидратират.

Масата и зарядът на протона са специфични ценности, които могат да бъдат установени в началото на миналия век. Кой от учените направи това - едно от най-великите - откритието на двадесети век? През 1913, Rutherford, въз основа на факта, че масите на всички известни химични елементи е по-голям от масата на водороден атом на цяло число пъти, предполага, че ядрото на водороден атом, включен в ядрото на атом на всеки елемент. Малко по-късно Ръдърфорд провежда експеримент, в който изследва взаимодействието на ядрата на азотния атом с алфа-частиците. В резултат на експеримента от ядрото на атом спря от частиците, които Rutherford нарича "протон" (от гръцката дума "Protos" - първият) и предполага, че е ядрото на водородния атом. Предположението е доказано експериментално в хода на този научен експеримент в кабината Уилсън.

Същият Ръдърфорд през 1920 г. е предположил съществуването в атомното ядро ​​на частица, чиято маса е равна на масата на протона, но не носи електрически заряд. Самият Ръдърфорд обаче не успя да открие тази частица. Но през 1932 г., зеница му Chadwick експериментално доказано съществуването на неутроните в ядрото - частици като прогнозира Rutherford, приблизително равна на масата на протона. Откриването на неутроните е по-трудно, тъй като те нямат електрически заряд и следователно не влизат в взаимодействие с други ядра. Липсата на заряд обяснява това свойство на неутроните като много проникваща сила.

Протоните и неутроните се свързват в атомното ядро ​​с много силно взаимодействие. Сега физиците са съгласни с идеята, че тези две елементарни ядрени частици са много сходни помежду си. Така че те имат еднакви гръб, а ядрените сили действат по същия начин. Единствената разлика е, че зарядът на протона е положителен, неутронът изобщо няма такса. Но тъй като електрическият заряд в ядрените взаимодействия няма значение, той може да се разглежда само като вид протонни етикети. Ако лишим протона от електрически заряд, той ще загуби своята индивидуалност.