Čo je to masa a náboj protónov?

Atómy sa kedysi považovali za najmenšie stavebné kamene vesmíru, až kým sa nezistilo, že dokonca aj tie boli skonštruované z vlastných stavebných kameňov. Týmito stavebnými blokmi sú protóny, elektróny a neutróny a s pokrokom vedy sa zistilo, že každý z nich má tiež svoje vlastné jedinečné vlastnosti.

Hmotnosť jednotlivého protónu je 1,672621636 (83) í - 10 (-27) kg. Kolektívna hmotnosť protónov v jadre atómu je zhruba rovnaká ako hmotnosť všetkých neutrónov. Z celkovej hmotnosti atómu je viac ako 99 percent hmotnosti obsiahnutých v jadre; preto takmer polovicu hmotnosti atómu tvoria protóny. Hmotnosť protónu je približne 1 860-krát vyššia ako hmotnosť elektrónu.

Náboj protónu je kladný náboj. Jadro atómu je tvorené kladne nabitými protónmi a záporne nabitými neutrónmi. Kladný náboj, ktorý nesie protón, sa nazýva +1 elementárny náboj, presný opak záporného náboja, ktorý nesie jediný elektrón. Nazýva sa to elementárny náboj, pretože je to teoreticky najmenší možný náboj. (Od tej doby sa ukázalo, že je to nesprávne, až na dve výnimky - tvaroh a kvartartikulárny článok). Jedna vec, ktorá sa nikdy nepreukázala ako nesprávna, je však to, že poplatok je konštantný. Bez ohľadu na okolnosti vrátane vecí, ako je teplota, tlak a dokonca aj čas, sa elementárny náboj protónu nezmení.

Elektrický náboj v atóme bol meraný mnohými rôznymi metódami, vrátane Josephsonovej a vonKlitsingovej konštanty. Tieto metódy merajú účinky vyvolané aplikáciou napäťových dávok, a v prípade magnetických polí. Faradayova metóda je spôsob merania náboja protónu pomocou elektrického prúdu a merania množstva náboja, ktorý prechádza drôtom. Prvý experiment tohto druhu zahŕňal analýzu usadenín striebra, ktoré zostali po starostlivo kontrolovanej elektrochemickej reakcii. Aj keď meranie Faradayovej konštanty bolo nahradené použitím coulombu (medzinárodne akceptované označenie pre elektrický náboj), Faradayova konštanta je stále široko používaná v oblasti elektrochémia.

Pretože náboj protónu je kladný, počet protónov vs. elektróny v atóme sú dôležité pri určovaní náboja atómu. Existuje jeden atóm, ktorý má iba jeden protón a žiadne neutróny: vodík. Pretože neutrón nemá skutočný elektrický náboj, jediný náboj vodíka dodáva jediný protón. Kvôli tejto asociácii sa termín protón niekedy používa synonymne s termínom vodíkový ión.

Zmena náboja atómu môže spôsobiť jeho nestabilitu. Vodík je obzvlášť citlivý na túto zmenu, ktorá sa nazýva ionizácia. Akonáhle je atóm ionizovaný, môže byť urýchlený elektronickými alebo magnetickými poľami. Toto je proces, ktorý sa dá použiť v jadrových elektrárňach na výrobu časticového žiarenia. Počas tohto procesu zostáva pozitívne nabitý protón, ktorý môže zostať nebezpečný pre živé tkanivo. Proces sa tiež vyskytuje prirodzene, ale vysoko v atmosfére, kde nepredstavuje nebezpečenstvo pre živočíšne, ľudské a rastlinné tkanivo.