Что такое протон кратко
Обновлено: 02.07.2024
ПРОТО́Н (от греч. πρ ῶ τος – первый; символ р), стабильная элементарная частица (верхняя граница времени жизни П. 2,1·10 29 лет); ядро атома самого лёгкого изотопа водорода (H + ). Вместе с нейтронами П. образуют ядра всех атомов тяжелее водорода; число П. в ядре равно атомному номеру данного химич. элемента и, т. о., определяет его место в периодич. системе химич. элементов. Масса m р = 1,672621777(74)·10 –24 г ≈ 1836 m е , где m е – масса электрона; в энергетич. единицах m p ≈ 938,3 МэВ. Электрич. заряд П. положителен и по абсолютной величине равен заряду электрона: e = 1,602176565·10 –19 Кл. Спин П. равен 1 / 2 , поэтому П. подчиняются Ферми – Дирака статистике. Магнитный момент П. μ p = 2,792847356(23) μ я, где μ я – ядерный магнетон . Среднеквадратичный радиус П. составляет 0,8 фм. У П. существует античастица – антипротон. П. участвует во всех фундам. взаимодействиях: сильном (является адроном ), электромагнитном, слабом и гравитационном. В классе адронов П. относится к подклассу барионов и имеет сохраняющийся барионный заряд +1. В сильном взаимодействии П. и нейтрон проявляют одинаковые свойства и рассматриваются как два состояния одной частицы – нуклона , различающиеся проекциями изотопического спина .
Прото́н (от др.-греч. πρῶτος — первый, основной) — элементарная частица. Относится к барионам, имеет спин 1/2, электрический заряд +1 (в единицах элементарного электрического заряда). В физике элементарных частиц рассматривается как нуклон с проекцией изоспина +1/2 (в ядерной физике принят противоположный знак проекции изоспина). Состоит из трёх кварков (один d-кварк и два u-кварка). Стабилен (нижнее ограничение на время жизни — 2,9·10 29 лет независимо от канала распада, 1,6·10 33 лет для распада в позитрон и нейтральный пион).
Масса протона, выраженная в разных единицах, составляет (рекомендованные значения CODATA 2010 года, в скобках указана погрешность величины в единицах последней значимой цифры, одно стандартное отклонение):
- 938,272 046(21) МэВ[4] ;
- 1,007 276 466 812(90) а. е. м.[3] ;
- 1,672 621 777(74)·10 −27 кг[2] ;
- 1836,152 672 1(14) массы электрона[5] .
Протоны принимают участие в термоядерных реакциях, которые являются основным источником энергии, генерируемой звёздами. В частности, реакции pp-цикла, который является источником почти всей энергии, излучаемой Солнцем, сводятся к соединению четырёх протонов в ядро гелия-4 с превращением двух протонов в нейтроны.
Содержание
Протон в химии
Ядро атома водорода состоит из одного протона. Протон в химическом смысле является ядром атома водорода (точнее, его лёгкого изотопа — протия) без электрона. В физике протон обозначается буквой p (или p + ). Химическое обозначение протона (рассматриваемого в качестве положительного иона водорода) — H + , астрофизическое — HII.
Протоны (вместе с нейтронами) являются основными составляющими атомных ядер. Порядковый номер химического элемента в периодической таблице (и, соответственно, все его химические свойства) полностью определяются зарядом ядра его атомов, который, в свою очередь, равен количеству протонов в ядре (протонному числу).
Интересные факты
- Отношение масс протона и электрона, равное 1836,152 672 1(14) [5] , с точностью до 0,002 % равно значению 6 π 5 = 1836,118 108 711 686… протоны (как и любые другие адроны, а также атомные ядра) для неподвижного наблюдателя имеют форму двояковогнутой линзы[6] .
- Измерения радиуса протона с помощью атомов обычного водорода, проводимые разными методами с 1960-х годов, привели (CODATA-2006) к результату 0,8768±0,0069 фемтометра (1 фм = 10 −15 м) [7] . Первые эксперименты с атомами мюонного водорода [8] дали для этого радиуса на 4 % меньший результат 0,8418±0,0007 фм. [9] Причины такого различия пока неясны.
См. также
Литература
- Многие известные свойства протона систематически изложены в публикации Particle Data Group. [1] (англ.)
Примечания
Wikimedia Foundation . 2010 .
Полезное
Смотреть что такое "Протон" в других словарях:
ПРОТОН — (обозначение ), стабильная ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЧАСТИЦА с положительным зарядом, равным по модулю негативному заряду ЭЛЕКТРОНА. Протон образует ЯДРО самого легкого изотопа ВОДОРОДА (протия). Вместе с нейтронами протоны образуют ядра всех других… … Научно-технический энциклопедический словарь
ПРОТОН — (от греческого protos первый) (p), стабильная положительно заряженная элементарная частица; ядро атома водорода 1H. Масса 1,7?10 24 г; положительный заряд, равный заряду электрона e. Вместе с нейтронами протоны образуют ядра всех элементов. Число … Современная энциклопедия
ПРОТОН — 1) искусственный спутник Земли для изучения космического пространства. Максимальная масса Протона ок. 17 т. В 1965 68 в СССР запущено 4 Протона .2) Многоступенчатая ракета носитель на жидком топливе. В СССР применялась для запуска космических… … Большой Энциклопедический словарь
протон — Стабильная положительно заряженная элементарная частица с зарядом 1,61·10 19 Кл и массой 1,66·10 27 кг. Протон образует ядро "легкого" изотопа атома водорода (протия). Число протонов в ядре любого элемента определяет заряд … Справочник технического переводчика
Прото́н (от др.-греч. πρῶτος — первый [7] ) — одна из трёх (вместе с нейтроном и электроном) элементарных частиц, из которых построено обычное вещество. Протоны входят в состав атомных ядер; порядковый номер химического элемента в таблице Менделеева равен количеству протонов в его ядре.
Масса протона составляет 1,6726⋅10 −27 кг или 938,27 МэВ, что примерно в 1836 раз больше массы электрона. Спин равен 1/2, поэтому протон является фермионом. Внутренняя чётность положительна.
В классификации элементарных частиц протон относится к адронам. Он обладает способностью ко всем четырём фундаментальным взаимодействиям — сильному, электромагнитному, слабому и гравитационному. Электрический заряд его положителен и равен по модулю заряду электрона: e = +1,6022⋅10 −19 Кл.
В отличие от, например, электрона, протон не является точечной частицей, а имеет внутреннюю структуру и конечные размеры. Фундаментальные частицы, из которых построен протон — кварки и глюоны. Какую именно величину считать размером протона, зависит от договорённости, но в любом случае это будет величина порядка 1 фм. Наиболее точно измерен так называемый электрический радиус — 0,841 фм.
Протон стабилен, многочисленные эксперименты не выявили никаких свидетельств его распада. Для объяснения этого факта было введено сохраняющееся барионное число (протону приписывается барионное число +1).
В этой статье вы найдете информацию о протоне, как элементарной частице, стоящей в основе мироздания наряду с другими её элементами, используемой в химии и физике. Будут определены свойства протона, его характеристика в химии и стабильность.
Что такое протон
Протон - это один из представителей элементарных частичек, который относят к барионам, э.ч. в которых фермионы сильно взаимодействуют, а сама частица состоит из 3-х кварков. Протон является стабильной частицей и имеет личный импульсный момент - спин ½. Физическое обозначение протона - p (или p + )
Протон – элементарная частица, принимающая участие в процессах термоядерного типа. Именно этот вид реакций по существу - главный источник энергии, генерируемый звездами во всей вселенной. Практически весь объем энергии, выделяемый Солнцем, существует только за счет объединения 4-х протонов в одно гелиевое ядро с образованием одного нейтрона из двух протонов.
Свойства присущие протону
Протон, определение которого уже давалось выше, с точки зрения физики, – это элементарная частичка, имеющая проекцию изоспина +½, а ядерная физика воспринимает эту частицу с противоположным знаком. Сам протон является нуклоном, а состоит из 3-х кварков (двух кварков u и одного кварка d).
Экспериментально исследовал структуру протона ядерщик-физик из Соединенных Штатов Америки – Роберт Хофштадтер. Для достижения этой цели физик сталкивал протоны с электронами высоких энергий, а за описание был удостоен Нобелевской премии в области физики.
В состав протона входит керн (тяжелая сердцевина), который заключает в себе около тридцати пяти процентов энергии электрического заряда протона и имеет довольно большую плотность. Оболочка, окружающая керн, относительно разряжена. Состоит оболочка в основном из виртуальных мезонов типа и p и несет в себе около пятидесяти процентов электрического потенциала протона и находится на расстоянии, равном приблизительно от 0.25*10 13 до 1,4*10 13 . Еще дальше, на расстоянии около 2,5*10 13 сантиметров оболочка состоит из и w виртуальных мезонов и содержит в себе приблизительно оставшиеся пятнадцать процентов электрического заряда протона.
Устойчивость и стабильность протона
В свободном состоянии протон не проявляет никаких признаков распада, что свидетельствует о его стабильности. Стабильное состояние протона, как легчайшего представителя барионов, обусловлено законом сохранения числа барионов. Не нарушая закон СБЧ, протоны способны распадаться на нейтрино, позитрон и другие, более легкие элементарные частицы.
В системах неинерциального отсчета протоны должны приобретать ограниченное время жизни, которое возможно рассчитать, это обусловлено эффектом (излучение) Унру, который в квантовой теории поля предсказывает возможное созерцание теплового излучения в системе отсчета, которая ускоряется при условии отсутствия данного вида излучения. Таким образом, протон при наличии конечного времени своего существования может подвергаться бета-распаду в позитрон, нейтрон или нейтрино, несмотря на то, что сам процесс такого распада запрещен ЗСЭ.
Использование протонов в химии
Протон - это H атом, построенный из единого протона и не имеющий электрона, так что в химическом понимании, протон - это одно ядро атома H. Нейтрон на пару с протоном создают ядро атома. В ПТХЭ Дмитрия Ивановича Менделеева номер элемента указывает число протонов в атоме конкретного элемента, а определяется номер элемента атомным зарядом.
Катионы водорода представляют собой очень сильные электронные акцепторы. В химии протоны получают в основном из кислот органической и минеральной природы. Ионизация является способом получения протонов в газовых фазах.
Читайте также: