فیزیک ذرات بنیادی - آکا

فیزیک ذرات بنیادی - آکا

فیزیک ذرات بنیادی

 این مقاله پایه های فیزیک ذرات را توصیف می کند. لذا می توان با موضوع این بحث آشنا و در هیجان آن با متخصصان شریک شد. این متن تا حد ممکن توصیفی است ، ولی چنانچه اطلاع کمی از فیزیک عمومی داشته باشید ، این مبحث می تواند برای شما مفید باشد.

فیزیک ذرات ، موضوعی جدید است و همه کشف های جدید مربوط به آن ، از آغاز قرن بیستم به بعد انجام شده است. لحظه به لحظه کشف های هیجان انگیزی انجام و گزارش شده است و موجب بازنویسی فصل های مشخصی از این علم شده است ، البته اگر باعث بوجود آمدن سئوال های جدیدی نشود! به همین دلیل ، تنها واقعیت هایی که فکر می کنیم "بطور کامل" پایه ریزی شده اند در اینجا مطرح می شوند.

اتم ها

 ممکن است از دروس شیمی پایه آموخته باشید که مواد ، از ذرات بنیادینی بنام اتم تشکیل شده اند. امروزه همه ما می دانیم که تمام مواد تقریبا از ترکیب بیش از 100 گونه اتم  های مختلف تشکیل شده اند که آنها را عنصر می نامیم.

به هر حال ، از اوایل قرن بیستم می دانیم که هر اتم حتی از ذرات بنیادی تری به نام پروتون ، نوترون و الکترون تشکیل شده است. هر عنصر به طور منحصر به فردی توسط تعداد پروتون های هسته اتمی خود شناسایی می شود. مطالعه علم شیمی تنها با شیوه و چگونگی بر هم کنش الکترون ها با یکدیگر و تشکیل مواد حاصل از این برهم کنش ها ، سر و کار دارد ، (نیروها یا پیوندهای شیمی). کوچکترین مقیاسی که علم شیمی بدان توجه دارد ، در حد اتم ، است در صورتیکه فیزیک ذرات بنیادی - آکا

ایزوتوپ

بسیاری از این ذرات (یا ریز ذرات) از دید علم شیمی و تجربه روزمره ما پنهانند. شیوه ها و وسایل مخصوصی جهت کشف و یافتن این گونه ذرات باید بکار رود. یکی از ابزارهای اصلی ، شتاب دهنده ذرات است. این وسیله ، ماشین غول پیکری است که آثار و محصولات حاصل از برخورد میان این ذرات پر سرعت را آشکار سازی می کند. برای اینکه این ذرات انرژی کافی داشته باشند تا ساختار درونی خویش را آشکار کنند ، باید قبل از برخورد سرعت بسیار بالایی بگیرند. برخی از این ریز ذرات ممکن است تنها مدت بسیار کوتاهی پیش از نابودی و یا تبدیل شدن به ذره دیگر ، به وجود آیند. بنابراین شتاب دهنده های ذرات می توانند برای شبیه سازی جهان هستی در مراحل اولیه تشکیل ، استفاده شوند.

فیزیک ذرات بنیادی - آکا

کربن

با اصلاح فرضیه برو ، آستون قاعده عدد کامل خود را ارئه داد که بیانگر این مطلب بود که همه جرم های اتمی نزدیک به اعداد صحیح هستند و وزن های اتمی اعشاری عناصر ، ناشی از وجود دو یا چند فیزیک ذرات بنیادی - آکا

 این ایزوتوپ ها هر کدام با دیگری متفاوت هستند ، زیرا علیرغم این که هر یک دارای 50 پروتون و 50 الکترون هستند ، ولی تعداد نوترون های آن ها متفاوت است و از 62 تا 74 تغییر می کند. هسته به واسطه نیرو ها ی کششی میان پروتون ها و نوترون ها نگه داشته می شود. ساز و کار اینگونه نیروهای کششی تا کنون به طور کامل درک نشده است. ولیکن جاذبه این نیروها باید آنقدر زیاد باشند تا بر دافعه نیروی الکتروستاتیک میان پروتون ها فائق آیند. اما به علت وجود همین نیروی دافعه با افزایش عدد اتمی ، نسبت تعداد نوترون به تعداد پروتون در مورد ایزوتوپ های پایدار افزایش می یابد. در میان عناصر سبک طبیعت تقریبا به ازاء هر پروتون ، یک نوترون وجود دارد.

 در میان ایزوتوپ های پایدار و سنگین ، برای هر دو پروتون ، تقریبا 3 نوترون وجود دارد و همانطور که قبلا اشاره شد ، آستون دریافت که جرم های اتمی تقریبا مقادیر صحیحی هستند.

اندازه گیری های دقیق نشان می دهند که جرم  کلی هسته همیشه کمتر از حاصل جمع جرم های پروتون ها و نوترون های تشکیل دهنده هسته است. در سال 1284 هخ (1905 م) اینشتن نشان داد که جرم (M) صورت دیگری از انرژی (E) است که با رابطه E=MC2 به یکدیگر مربوط می شوند و در این رابطه ، C ، سرعت نور است. این کاهش جرم هسته به وسیله مفهوم "انرژی پیوندی یا بستگی هسته ای" بیان می شود. انرژی بستگی ، مبین میزان انرژی لازم جهت شکستن هسته به نوکلئون ها ی تشکیل دهنده آن می باشد. نسبت انرژی بستگی به تعداد ذرات موجود در هسته وابسته است ، که در مورد عناصر مختلف ، متفاوت است. این نسبت در مورد عناصر با عدد جرمی میان 30 تا 120 بیشتر از عناصر بسیار سبک تر و بسیار سنگین تر پایدار است.

 

منبع : tebyan.net

گردآوری توسط بخش مقالات فیزیک سایت آکاایران
  • فال
  • بازار
  • تست هوش آنلاین
تبلیغات