რა არის პროტონის მასა და დატვირთვა?

ოდესღაც მიიჩნეოდა, რომ ატომები სამყაროს ყველაზე პატარა სამშენებლო ბლოკებად ითვლებოდნენ, სანამ აღმოაჩინეს, რომ ისინიც კი საკუთარი კორპუსებისგან იყო აგებული. ეს სამშენებლო ბლოკებია პროტონები, ელექტრონები და ნეიტრონები და მეცნიერების წინსვლასთან ერთად გაირკვა, რომ თითოეულ მათგანს აქვს საკუთარი უნიკალური თვისებებიც.

ინდივიდუალური პროტონის მასა 1.672621636 (83) í - 10 (-27) კგ. პროტონის კოლექტიური მასა ატომის ბირთვში დაახლოებით იგივეა, რაც ყველა ნეიტრონის მასა. ატომის ყველა წონიდან მასის 99 პროცენტზე მეტი შეიცავს ბირთვს; ამიტომ, ატომის მასის თითქმის ნახევარი შედგება პროტონებისაგან. პროტონის მასა დაახლოებით 1,860-ჯერ მეტია, ვიდრე ელექტრონის მასა.

პროტონის მუხტი არის დადებითი მუხტი. ატომის ბირთვი შედგება დადებითად დამუხტული პროტონებისა და უარყოფითად დამუხტული ნეიტრონებისგან. დადებით მუხტს, რომელსაც პროტონი ატარებს, ეწოდება +1 ელემენტარული მუხტი, ნეგატიური მუხტის ზუსტად საპირისპირო, რომელსაც ატარებს ერთი ელექტრონი. მას ელემენტარულ მუხტს უწოდებენ, რადგან ის თეორიულად არის ყველაზე პატარა მუხტი. (ამის შემდეგ დადასტურდა, რომ ეს არასწორია ორი გამონაკლისის გარდა - კვარკი და კვაზი ნაწილაკი). ერთი რამ, რაც არასდროს დამტკიცებულა არასწორი, არის ის, რომ მუხტი მუდმივია. მიუხედავად გარემოებისა, როგორიცაა ტემპერატურა, წნევა და დროც კი, პროტონის ელემენტარული მუხტი არ შეიცვლება.

ელექტრული მუხტი ატომში იზომება მრავალი მეთოდით, მათ შორის ჯოზეფსონისა და ფონკლიცინის მუდმივებით. ეს მეთოდები ზომავს ძაბვის დოზების და ამ უკანასკნელის შემთხვევაში მაგნიტური ველების გამოყენებით წარმოქმნილ ეფექტებს. ფარადეის მეთოდი არის პროტონის მუხტის გაზომვის ელექტრული დენის გამოყენებით და გაზომვის იმ მუხტის ოდენობა, რომელიც მავთულში გადის. ამ ტიპის პირველი ექსპერიმენტი გულისხმობდა ვერცხლის ნალექების ანალიზს, რომლებიც დარჩა ფრთხილად კონტროლირებადი ელექტროქიმიური რეაქციის შემდეგ. მიუხედავად იმისა, რომ ფარადეის მუდმივის გაზომვა შეიცვალა კულონის (საერთაშორისო დონეზე) გამოყენებით მიღებული დანიშნულება ელექტრული მუხტისთვის), ფარადეის მუდმივა კვლავ ფართო გამოყენებაშია ელექტროქიმია.

რადგან პროტონის მუხტი დადებითია, პროტონის რაოდენობა v. ელექტრონები ატომში მნიშვნელოვანია ატომის მუხტის განსაზღვრისას. არსებობს ერთი ატომი, რომელსაც აქვს მხოლოდ ერთი პროტონი და არ აქვს ნეიტრონები: წყალბადის. ვინაიდან ნეიტრონს არ აქვს რეალური ელექტრული მუხტი, წყალბადის ერთადერთ მუხტს ამარაგებს ერთი პროტონი. ამ ასოციაციის გამო, ტერმინი პროტონი ზოგჯერ სინონიმურად გამოიყენება წყალბადის იონის ტერმინთან.

ატომის მუხტის შეცვლამ შეიძლება ატომი გახადოს არასტაბილური. წყალბადი განსაკუთრებით დაუცველია ამ ცვლილების მიმართ, რომელსაც უწოდებენ იონიზაციას. ატომის იონიზაციის შემდეგ, მისი დაჩქარება შესაძლებელია ელექტრონული ან მაგნიტური ველებით. ეს არის პროცესი, რომლის გამოყენება შესაძლებელია ბირთვულ ელექტროსადგურებში, ნაწილაკების გამოსხივების წარმოებაში. ამ პროცესის განმავლობაში დადებითად დამუხტული პროტონი რჩება და შეიძლება საშიშროება გახდეს ცოცხალი ქსოვილისთვის. პროცესი ასევე ხდება ბუნებრივად, მაგრამ მაღალ ატმოსფეროში, სადაც იგი საფრთხეს არ წარმოადგენს ცხოველური, ადამიანისა და მცენარეული ქსოვილისთვის.