Что такое масса и заряд протонов?

Когда-то атомы считались самыми маленькими строительными блоками Вселенной, пока не было обнаружено, что даже они были построены из самих строительных блоков. Эти строительные блоки - протоны, электроны и нейтроны, и с развитием науки было обнаружено, что каждый из них также имеет свои уникальные свойства.

Масса отдельного протона 1,672621636 (83) т - 10 (-27) кг. Коллективная масса протонов в ядре атома примерно равна массе всех нейтронов. Из всей массы атома более 99 процентов массы содержится в ядре; следовательно, почти половина массы атома состоит из протонов. Масса протона примерно в 1860 раз больше массы электрона.

Заряд протона положительный. Ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и отрицательно заряженных нейтронов. Положительный заряд, который несет протон, называется элементарным зарядом +1, что прямо противоположно отрицательному заряду, который несет один электрон. Он называется элементарным зарядом, потому что теоретически это минимально возможный заряд. (С тех пор это было доказано, за двумя исключениями - кварком и квазичастицей). Однако одна вещь, которая никогда не была ошибочной, - это то, что заряд является постоянным. Независимо от обстоятельств, включая температуру, давление и даже время, элементарный заряд протона не изменится.

Электрический заряд в атоме измерялся рядом различных методов, включая константы Джозефсона и фон Клитцинга. Эти методы измеряют эффекты, вызываемые приложениями доз напряжения и, в случае последнего, магнитных полей. Метод Фарадея - это способ измерения заряда протона с помощью электрического тока и измерения количества заряда, проходящего через провод. Первый эксперимент такого рода включал анализ отложений серебра, оставшихся после тщательно контролируемой электрохимической реакции. Хотя измерение постоянной Фарадея было заменено использованием кулонов (международная принятое обозначение электрического заряда), постоянная Фарадея до сих пор широко используется в области электрохимия.

Поскольку заряд протона положительный, число протонов vs. электроны в атоме важны для определения заряда атома. Есть один атом, у которого есть только один протон и нет нейтронов: водород. Поскольку нейтрон не имеет фактического электрического заряда, единственный заряд водорода обеспечивается одним протоном. Из-за этой ассоциации термин протон иногда используется как синоним термина иона водорода.

Изменение заряда атома может сделать атом нестабильным. Водород особенно уязвим для этого изменения, называемого ионизацией. После ионизации атом может быть ускорен электронными или магнитными полями. Это процесс, который можно использовать на атомных электростанциях при производстве излучения частиц. Во время этого процесса остается положительно заряженный протон, который может представлять опасность для живой ткани. Процесс также происходит естественным путем, но высоко в атмосфере, где он не представляет опасности для тканей животных, человека и растений.