В частта по въпроса Какъв е зарядът на протона? дадено от автора европейскинай-добрият отговор е заряд на електрон с противоположен знак.

Отговор от Корпускулярен[гуру]
q=1,6021917E-19 висулка (E-19 означава 10 на минус 19-та степен).


Отговор от Израстък[новак]
1,6* 10^(-19) клетки или 1 електрон


Отговор от Персонал[майстор]
Протонът е елементарна частица. Отнася се за адроните, има спин 1/2, електрически заряд +1. Разглежда се като нуклон с изоспинова проекция +1/2. Състои се от три кварка (един d-кварк и два u-кварка). Стабилен (долната граница на живота е 2,9 × 1029 години независимо от канала на разпадане, 1,6 × 1033 години за разпадане на позитрон и неутрален пион). Маса на протона 938,271 998±0,000 038 MeV или 1,00 727 646 688±0,00 000 000 013 а. e.m. или 1,672 622 964 ∙ 10−27 kg.
Ядрото на водородния атом се състои от един протон. Протонът в химичен смисъл е ядрото на водороден атом (по-точно неговият лек изотоп - протий) без електрон. Във физиката протонът се символизира с буквата p. Химичното обозначение на протон (положителен водороден йон) е H+, астрофизичното обозначение е HII.
Протоните (заедно с неутроните) са основните компоненти на атомните ядра. Зарядът на ядрото се определя от броя на протоните в него
Заряд на протона qpr = + e.
Електрически заряд на протон=1,6*10^(–19) C
Масата на протона е приблизително 1840 пъти по-голяма от масата на електрона.


Тази статия, базирана на етеродинамичната същност на електрическия заряд и структурите на елементарните частици, осигурява изчисляване на стойностите на електрическите заряди на протона, електрона и фотона.

Фалшивото знание е по-опасно от невежеството
Дж. Б. Шоу

Въведение.В съвременната физика електрическият заряд е една от най-важните характеристики и неразделно свойство на елементарните частици. От физическата същност на електрическия заряд, определена въз основа на етеродинамичната концепция, следват редица свойства, като пропорционалност на големината на електрическия заряд към масата на неговия носител; електрическият заряд не се квантува, а се пренася от кванти (частици); големината на електрическия заряд има определен знак, тоест винаги е положителен; които налагат значителни ограничения върху природата на елементарните частици. А именно: в природата няма елементарни частици, които да нямат електрически заряд; Големината на електрическия заряд на елементарните частици е положителна и по-голяма от нула. Въз основа на физическата същност, големината на електрическия заряд се определя от масата, скоростта на потока на етера, който изгражда структурата на елементарната частица и техните геометрични параметри. Физическата същност на електрическия заряд ( електрическият заряд е мярка за потока на етера) недвусмислено дефинира етеродинамичния модел на елементарните частици, като по този начин елиминира въпроса за структурата на елементарните частици, от една страна, и показва несъответствието на стандартния, кварковия и други модели на елементарните частици, от друга.

Големината на електрическия заряд определя и интензивността на електромагнитното взаимодействие на елементарните частици. С помощта на електромагнитно взаимодействие се осъществява взаимодействието на протони и електрони в атомите и молекулите. По този начин електромагнитното взаимодействие определя възможността за стабилно състояние на такива микроскопични системи. Техните размери се определят значително от големината на електрическите заряди на електрона и протона.

Погрешното тълкуване на свойства от съвременната физика, като съществуването на положителен и отрицателен, елементарен, дискретен, квантован електрически заряд и т.н., неправилното тълкуване на експерименти за измерване на големината на електрическия заряд доведе до редица груби грешки в елементарните частици физика (безструктурност на електрона, нулева маса и заряд на фотона, съществуване на неутрино, равенство по абсолютна стойност на електрическите заряди на протона и електрона на елементарен).

От гореизложеното следва, че електрическият заряд на елементарните частици в съвременната физика е от решаващо значение за разбирането на основите на микрокосмоса и изисква балансирана и разумна оценка на техните стойности.

При естествени условия протоните и електроните са в свързано състояние, образувайки двойки протон-електрон. Неразбирането на това обстоятелство, както и погрешната представа, че зарядите на електрона и протона са равни по абсолютна стойност на елементарните, оставиха съвременната физика без отговор на въпроса: каква е реалната стойност на електрическите заряди? на протон, електрон и фотон?

Електрически заряд на протон и електрон.В естественото си състояние двойката протон-електрон съществува под формата на водороден атом на химичния елемент. Според теорията: „Водородният атом е нередуцируема структурна единица на материята, водеща в периодичната таблица на Менделеев. В това отношение радиусът на водородния атом трябва да се класифицира като фундаментална константа. ... Изчисленият радиус на Бор е = 0,529 Å. Това е важно, защото няма директни методи за измерване на радиуса на водороден атом. ...радиусът на Бор е радиусът на окръжността на кръговата орбита на електрона и се дефинира в пълно съответствие с общоприетото разбиране на термина "радиус".

Известно е също, че измерванията на радиуса на протона са извършени с помощта на обикновени водородни атоми, което е довело (CODATA -2014) до резултат от 0,8751 ± 0,0061 фемтометър (1 fm = 10 −15 m).

За да оценим големината на електрическия заряд на протон (електрон), използваме общия израз за електрически заряд:

р = (1/ к) 1/2 u r (ρ С) 1/2 , (1)

където k = 1 / 4πε 0 – коефициент на пропорционалност от израза на закона на Кулон,

ε0 ≈ 8.85418781762039·10 −12 F m −1 – електрическа константа; u – скорост, ρ – плътност на етерния поток; S – напречно сечение на тялото на протона (електрона).

Нека преобразуваме израз (1) по следния начин

р = (1/ к) 1/2 u r (mS/ V) 1/2 ,

Къде V = r С – обем на тялото, м — маса на елементарна частица.

Протонът и електронът са дуетони: - структура, състояща се от две тела с форма на тор, свързани чрез страничните повърхности на торите, симетрични спрямо равнината на разделяне, следователно

р = (1/ к) 1/2 u r (м2 С Т/2 V T) 1/2 ,

Къде С Т– раздел, r- дължина, V T = r СТ— обем на тора.

р = (1/ к) 1/2 u r (mS T/ V T) 1/2 ,

q = (1/k) 1/2 u r (mS T /rS T) 1/2,

р = (1/ к) 1/2 u (г-н) 1/2 . (2)

Израз (2) е модификация на израз (1) за електрическия заряд на протона (електрона).

Нека R 2 = 0,2 R 1, където R 1 е външният и R 2 вътрешният радиус на тора.

r= 2π 0,6 Р 1 ,

електрическия заряд съответно на протона и електрона

р = ( 1/ к) 1/2 u (м 2π 0,6 R 1 ) 1/2 ,

р= (2π 0,6 / к) 1/2 u (м R 1 ) 1/2 ,

р= 2π ( 1.2 ε 0 ) 1/2 u (м R 1 ) 1/2

р = 2.19 π (ε 0 ) 1/2 u (м R 1 ) 1/2 (3)

Израз (3) е форма на изразяване на големината на електрическия заряд за протон и електрон.

При u = 3∙10 8 м / с – втора звукова скорост на етера, израз 2.19 π (ε 0 ) 1/2 u = 2.19 π( 8.85418781762 10 −12 F/m ) 1/2 3∙10 8 м / c = 0,6142∙ 10 4 m 1/2 F 1/2 s -1 .

Да приемем, че радиусът на протона (електрона) в представената по-горе структура е радиусът R 1 .

За протон е известно, че m р = 1,672∙10 -27 kg, R 1 = r р = 0,8751∙10 -15 m, тогава

рr = 2.19 π (ε 0 ) 1/2 u (м R 1 ) 1/2 = 0,6142∙10 4 [m 1/2 F 1/2 s -1 ] ∙ (1,672∙10 -27 [kg] ∙

0,8751∙10 -15 [m]) 1/2 = 0,743∙10 -17 Cl.

По този начин електрическият заряд на протона рr= 0,743∙10 -17 Cl.

За един електрон е известно, че m e = 0,911∙10 -31 kg. За да определим радиуса на електрона, при допускането, че структурата на електрона е подобна на структурата на протона и плътността на етерния поток в тялото на електрона също е равна на плътността на етерния поток в тялото на протона, използваме известното съотношение между масите на протона и електрона, което е равно на

m r / m e = 1836.15.

Тогава r r /r e = (m r /m e) 1/3 = 1836,15 1/3 = 12,245, т.е. r e = r r /12,245.

Замествайки данните за електрона в израз (3), получаваме

q e = 0,6142∙10 4 [m 1/2 F 1/2 /s] ∙ (0,911∙10 -31 [kg] 0,8751∙10 -15 [m]/12,245) 1/2 =

0,157∙10 -19 Cl.

По този начин електрическият заряд на електрона ръъъ = 0,157∙10 -19 кл.

Специфичен заряд на протона

q р /m р = 0,743∙10 -17 [C] /1,672∙10 -27 [kg] = 0,444∙10 10 C /kg.

Специфичен заряд на електрона

q e / m e = 0,157∙10 -19 [C] /0,911∙10 -31 [kg] = 0,172∙10 12 C /kg.

Получените стойности на електрическите заряди на протона и електрона са приблизителни и нямат фундаментален статус. Това се дължи на факта, че геометричните и физически параметри на протона и електрона в протон-електронната двойка са взаимозависими и се определят от местоположението на протон-електронната двойка в атома на веществото и се регулират от закона на запазване на ъгловия момент. Когато радиусът на орбитата на електрона се промени, масата на протона и електрона и съответно скоростта на въртене около собствената му ос на въртене се променят съответно. Тъй като електрическият заряд е пропорционален на масата, промяната в масата на протон или електрон съответно ще доведе до промяна в техните електрически заряди.

По този начин във всички атоми на едно вещество електрическите заряди на протоните и електроните се различават един от друг и имат свое специфично значение, но при първо приближение техните стойности могат да бъдат оценени като стойностите на електрическия заряд на протона и електрона на водородния атом, дефинирани по-горе. В допълнение, това обстоятелство показва, че електрическият заряд на атома на веществото е неговата уникална характеристика, която може да се използва за идентифицирането му.

Познавайки големината на електрическите заряди на протон и електрон за водороден атом, може да се изчислят електромагнитните сили, които осигуряват стабилността на водородния атом.

Според модифицирания закон на Кулон електрическата сила на привличане Fprще бъдат равни

Fpr = k (q 1 - q 2) 2 / r 2,при q 1 ≠ q 2,

където q 1 е електрическият заряд на протона, q 2 е електрическият заряд на електрона, r е радиусът на атома.

Fpr =(1/4πε 0)(q 1 - q 2) 2 / r 2 = (1/4π 8,85418781762039 10 −12 F m −1)

  • (0,743∙10 -17 C - 0,157∙10 -19 C) 2 /(5,2917720859·10 -11 ) 2 = 0,1763·10 -3 N.

Във водородния атом върху електрона действа електрическа (кулонова) сила на привличане, равна на 0,1763·10 -3 N, тъй като водородният атом е в стабилно състояние, силата на магнитно отблъскване също е равна на 0,1763·10 -3 N. За сравнение, цялата научна и образователна литература дава изчисление на силата на електрическо взаимодействие, например, което дава резултат 0,923·10 -7 N. Изчислението, дадено в литературата, е неправилно, тъй като се основава на обсъжданите грешки по-горе.

Съвременната физика твърди, че минималната енергия, необходима за отстраняване на електрон от атом, се нарича йонизационна енергия или енергия на свързване, която за водороден атом е 13,6 eV. Нека оценим енергията на свързване на протон и електрон във водороден атом въз основа на получените стойности на електрическия заряд на протона и електрона.

E St. = F pr ·r n = 0,1763·10 -3 · 6,24151·10 18 eV/m · 5,2917720859·10 −11 = 58271 eV.

Енергията на свързване на протон и електрон във водороден атом е 58,271 KeV.

Полученият резултат показва неправилността на концепцията за йонизационна енергия и погрешността на втория постулат на Бор: „ Излъчването на светлина възниква, когато електрон преминава от стационарно състояние с по-висока енергия към стационарно състояние с по-ниска енергия. Енергията на излъчения фотон е равна на разликата между енергиите на стационарните състояния.”В процеса на възбуждане на двойка протон-електрон под въздействието на външни фактори, електронът се измества (отдалечава) от протона с определено количество, чиято максимална стойност се определя от йонизационната енергия. След като фотоните се генерират от двойката протон-електрон, електронът се връща в предишната си орбита.

Нека оценим големината на максималното изместване на електрона при възбуждане на водороден атом от някакъв външен фактор с енергия 13,6 eV.

Радиусът на водородния атом ще стане равен на 5,29523·10 −11, т.е. ще се увеличи с приблизително 0,065%.

Електрически заряд на фотона.Според етеродинамичната концепция фотонът е: елементарна частица, представляваща затворен тороидален вихър от уплътнен етер с пръстеновидно движение на тора (като колело) и винтово движение вътре в него, извършващо постъпателно циклоидно движение (по винтова траектория), причинено от жироскопични моменти на неговата собствено въртене и въртене по кръгов път и предназначени за пренос на енергия.

Въз основа на структурата на фотона като тороидално вихрово тяло, движещо се по спирална траектория, където r γ λ е външният радиус, m γ λ е масата, ω γ λ е естествената честота на въртене, електрическият заряд на фотона може да се представи по следния начин.

За да опростим изчисленията, приемаме дължината на етерния поток във фотонното тяло r = 2π r γ λ ,

u = ω γ λ r γ λ , r 0 λ = 0,2 r γ λ е радиусът на напречното сечение на фотонното тяло.

q γ λ = (1/k) 1/2 ω γ λ r γ λ 2πr γ λ (m λ /V · V/2πr γ λ) 1/2 = (1/k) 1/2 ω γ λ r γ λ (m λ 2πr γ λ) 1/2 =

= (4πε 0) 1/2 ω γ λ r γ λ (m λ 2πr γ λ) 1/2 = 2π(2ε 0) 1/2 ω γ λ (m λ r 3 γ λ) 1/2,

р γ λ = 2 π (2 ε 0 ) 1/2 ω γ λ (m λ r 3 γ λ ) 1/2 . (4)

Израз (4) представлява собствения електрически заряд на фотона, без да се взема предвид движението му по кръгова траектория. Параметрите ε 0, m λ, r γ λ са квазиконстантни, т.е. променливи, чиито стойности се променят незначително (фракции) в целия диапазон на съществуване на фотона (от инфрачервен до гама). Това означава, че собственият електрически заряд на фотона е функция от честотата на въртене около собствената му ос. Както е показано в работата, отношението на честотите на гама фотон ω γ λ Г към инфрачервен фотон ω γ λ И е от порядъка на ω γ λ Г /ω γ λ И ≈ 1000, а стойността на фотона собственият електрически заряд също се променя съответно. В съвременните условия това количество не може да бъде измерено и следователно има само теоретично значение.

Според определението за фотон, той има сложно спирално движение, което може да се разложи на движение по кръгова траектория и праволинейно. За да се оцени общата стойност на електрическия заряд на фотона, е необходимо да се вземе предвид движението по кръгова траектория. В този случай собственият електрически заряд на фотона се оказва разпределен по този кръгов път. Като се има предвид периодичността на движение, при която стъпката на спиралната траектория се интерпретира като дължина на вълната на фотона, можем да говорим за зависимостта на стойността на общия електрически заряд на фотона от неговата дължина на вълната.

От физическата същност на електрическия заряд следва, че големината на електрическия заряд е пропорционална на неговата маса, а следователно и на неговия обем. По този начин собственият електрически заряд на фотона е пропорционален на собствения обем на тялото на фотона (V γ λ). По същия начин, общият електрически заряд на фотон, като се вземе предвид неговото движение по кръгова траектория, ще бъде пропорционален на обема (V λ), който ще образува фотон, движещ се по кръгова траектория.

q λ = q γ λ V λ /V γ λ = q γ λ 2π 2 R λ r 2 γ λ /2π 2 Lr 3 γ λ = q γ λ R λ / L 2 r γ λ,

р λ = р γ λ Р λ / Л 2 r γ λ . (5)

където L = r 0γλ /r γλ е структурният параметър на фотона, равен на отношението на радиуса на напречното сечение към външния радиус на тялото на фотона (≈ 0,2), V T = 2π 2 R r 2 е обемът на тора , R е радиусът на кръга на въртене на генератора на тора; r е радиусът на образуващата на торичната окръжност.

р λ = р γ λ Р λ / Л 2 r γ λ = 2π(2ε 0) 1/2 ω γ λ (m λ r 3 γ λ) 1/2 Р λ / Л 2 r γ λ ,

р λ = 2 π (2 ε 0 ) 1/2 ω γ λ (m λ r γ λ ) 1/2 Р λ / Л 2 . (6)

Израз (6) представлява общия електрически заряд на фотона. Поради зависимостта на общия електрически заряд от геометричните параметри на фотона, чиито стойности в момента са известни с голяма грешка, не е възможно да се получи точната стойност на електрическия заряд чрез изчисление. Оценката му обаче ни позволява да направим редица значими теоретични и практически изводи.

За данни от работа, т.е. при λ = 225 nm, ω γ λ ≈ 6.6641·10 30 r/s,

m λ≈ 10 -40 кг, r γ λ ≈ 10 -20 m, Р λ ≈ 0,179·10 -16 m, Л≈ 0,2, получаваме стойността на общия електрически заряд на фотона:

р λ = 0, 786137 ·10 -19 Кл.

Получената стойност на общия електрически заряд на фотон с дължина на вълната 225 nm се съгласува добре със стойността, измерена от R. Millikan (1,592·10 -19 C), която по-късно се превърна в фундаментална константа, като се вземе предвид фактът, че неговата стойност съответства на електрическия заряд на два фотона. Удвоете изчисления електрически заряд на фотона:

2р λ = 1.57227·10 -19 Cl,

в Международната система единици (SI) елементарният електрически заряд е равен на 1,602 176 6208(98) 10 −19 C. Удвоената стойност на елементарния електрически заряд се дължи на факта, че двойката протон-електрон, поради своята симетрия, винаги генерира два фотона. Това обстоятелство се потвърждава експериментално от съществуването на такъв процес като анихилация на двойка електрон - позитрон, т.е. в процеса на взаимно унищожаване на електрон и позитрон има време да се генерират два фотона, както и съществуването на такива добре познати устройства като фотоумножители и лазери.

Изводи.И така, в тази работа е показано, че електрическият заряд е фундаментално свойство на природата, което играе важна роля в разбирането на същността на елементарните частици, атоми и други структури на микросвета.

Етерно-динамичната същност на електрическия заряд ни позволява да дадем обосновка за тълкуване на структурите, свойствата и параметрите на елементарните частици, които се различават от познатите на съвременната физика.

Въз основа на етеродинамичния модел на водородния атом и физическата същност на електрическия заряд са дадени изчислени оценки на електрическите заряди на протона, електрона и фотона.

Данните за протона и електрона, поради липсата на експериментално потвърждение в момента, са теоретични по природа, но като се вземе предвид грешката, те могат да се използват както на теория, така и на практика.

Данните за фотона са в добро съответствие с резултатите от известни експерименти за измерване на големината на електрическия заряд и оправдават погрешното представяне на елементарния електрически заряд.

Литература:

  1. Лямин В. С., Лямин Д. В. Физическа същност на електрическия заряд.
  2. Kasterin N.P. Обобщение на основните уравнения на аеродинамиката и електродинамиката
    (Аеродинамична част). Проблеми на физическата хидродинамика / Сборник статии изд. Академик на Академията на науките на БССР А.В. Ликова. – Минск: Институт по топло- и масообмен на Академията на науките на БССР, 1971, с. 268 – 308.
  3. Ацюковски В.А. Обща динамика на етера. Моделиране на структурите на материята и полетата на базата на концепцията за газоподобния етер. Второ издание. М.: Енергоатомиздат, 2003. 584 с.
  4. Емелянов В. М. Стандартен модел и неговите разширения. - М.: Физматлит, 2007. - 584 с.
  5. Close F. Въведение в кварките и партоните. - М.: Мир, 1982. - 438 с.
  6. Akhiezer A I, Rekalo M P “Електрически заряд на елементарни частици” UFN 114 487–508 (1974).
    7. .
  7. Физическа енциклопедия. В 5 тома. - М.: Съветска енциклопедия. Главен редактор А. М. Прохоров. 1988 г.

Лямин В.С. , Лямин Д. В. Лвов

  • Глава 2. Електрично поле и електричество
  • § 2.1. Концепцията за електрическо поле. Неразрушимост на полевата материя
  • § 2.2. Електрически заряди и поле. Несъзнателна тавтология
  • § 2.3. Движение на заряди и движение на полета. Електрически токове
  • § 2.4. Диелектрици и техните основни свойства. Най-добрият диелектрик в света
  • § 2.5. Проводници и техните свойства. Най-малкият проводник
  • § 2.6. Прости и невероятни експерименти с електричество
  • Глава 3. Магнитно поле и магнетизъм
  • § 3.1. Магнитно поле като резултат от движението на електрическо поле. Характеристики на магнитното поле.
  • § 3.2. Векторен поток на магнитна индукция и теорема на Гаус
  • § 3.3. Магнитни свойства на материята. Най-немагнитното вещество
  • § 3.4. Работата по преместване на проводник с ток в магнитно поле. Енергия на магнитното поле
  • § 3.5. Парадокси на магнитното поле
  • Глава 4. Електромагнитна индукция и самоиндукция
  • § 4.1. Законът на Фарадей за електромагнитната индукция и неговата мистика
  • § 4.2. Индуктивност и самоиндукция
  • § 4.3. Явления на индукция и самоиндукция на прав проводник
  • § 4.4. Демистифициране на закона за индукцията на Фарадей
  • § 4.5. Частен случай на взаимна индукция на безкраен прав проводник и рамка
  • § 4.6. Прости и невероятни експерименти с индукция
  • Глава 5. Инерцията като проява на електромагнитна индукция. Маса на телата
  • § 5.1. Основни понятия и категории
  • § 5.2. Модел на елементарен заряд
  • § 5.3. Индуктивност и капацитет на моделния елементарен заряд
  • § 5.4. Извеждане на израза за масата на електрона от енергийни съображения
  • § 5.5. ЕМП на самоиндукция на променлив конвекционен ток и инерционна маса
  • § 5.6. Невидимият участник или възраждането на принципа на Мах
  • § 5.7. Друго намаляване на субектите
  • § 5.8. Енергия на зареден кондензатор, "електростатична" маса и
  • § 5.9. Електромагнитна маса в електродинамиката от А. Зомерфелд и Р. Файнман
  • § 5.10. Самоиндукцията на електрона като кинетична индуктивност
  • § 5.11. За протонната маса и още веднъж за инертността на мисленето
  • § 5.12. Диригент ли е?
  • § 5.13. Колко важна е формата?
  • § 5.14. Взаимната и самоиндукция на частиците като основа на всяка взаимна и самоиндукция изобщо
  • Глава 6. Електрически свойства на световната среда
  • § 6.1. Кратка история на празнотата
  • § 6.2. Глобална среда и психологическа инерция
  • § 6.3. Стабилно установени вакуумни свойства
  • § 6.4. Възможни свойства на вакуума. Места за затваряне
  • § 7.1. Въведение в проблема
  • § 7.3. Взаимодействие на сферичен заряд с ускорено падащ етер
  • § 7.4. Механизмът на ускорено движение на етера в близост до заряди и маси
  • § 7.5. Някои числови отношения
  • § 7.6. Извеждане на принципа на еквивалентността и закона на Нютон за гравитацията
  • § 7.7. Какво общо има изложената теория с общата теория на относителността?
  • Глава 8. Електромагнитни вълни
  • § 8.1. Трептения и вълни. Резонанс. Обща информация
  • § 8.2. Структура и основни свойства на електромагнитната вълна
  • § 8.3. Парадокси на електромагнитната вълна
  • § 8.4. Летящи огради и сивокоси професори
  • § 8.5. Така че това не е вълна... Къде е вълната?
  • § 8.6. Излъчване на невълни.
  • Глава 9. Елементарни такси. Електрон и протон
  • § 9.1. Електромагнитна маса и заряд. Въпрос за същността на таксата
  • § 9.2. Странни течения и странни вълни. Плосък електрон
  • § 9.3. Законът на Кулон като следствие от закона за индукцията на Фарадей
  • § 9.4. Защо всички елементарни заряди са равни по големина?
  • § 9.5. Мек и вискозен. Радиация по време на ускорение. Ускоряване на елементарния заряд
  • § 9.6. Числото "пи" или свойствата на електрона, за които сте забравили да мислите
  • § 9.7. „Релативистична“ маса на електрон и други заредени частици. Обяснение на опитите на Кауфман от природата на зарядите
  • Глава 10. Неелементарни частици. Неутрон. Масов дефект
  • § 10.1. Взаимна индукция на елементарни заряди и дефект на масата
  • § 10.2. Енергия на привличане на частици
  • § 10.3. Античастици
  • § 10.4. Най-простият модел на неутрон
  • § 10.5. Мистерията на ядрените сили
  • Глава 11. Водородният атом и структурата на материята
  • § 11.1. Най-простият модел на водородния атом. Всичко проучено ли е?
  • § 11.2. Постулатите на Бор, квантовата механика и здравия разум
  • § 11.3. Корекция на индукция към енергията на свързване
  • § 11.4. Като се вземе предвид ограничеността на масата на ядрото
  • § 11.5. Изчисляване на корекционната стойност и изчисляване на точната стойност на йонизационната енергия
  • § 11.6. Алфа и странни съвпадения
  • § 11.7. Мистериозен хидриден йон и шест процента
  • Глава 12. Някои въпроси на радиотехниката
  • § 12.1. Концентрирана и единична реактивност
  • § 12.2. Обичайният резонанс и нищо повече. Работа с прости антени
  • § 12.3. Няма приемни антени. Свръхпроводимост в приемника
  • § 12.4. Правилното скъсяване води до удебеляване
  • § 12.5. За несъществуващото и ненужното. Банките EZ, EH и Коробейников
  • § 12.6. Прости експерименти
  • Приложение
  • P1. Конвекционни течения и движение на елементарни частици
  • P2. Електронна инерция
  • P3. Червено преместване по време на ускорение. Експериментирайте
  • P4. "Напречно" честотно изместване в оптиката и акустиката
  • P5. Подвижно поле. Устройство и експеримент
  • P6. Гравитация? Много е просто!
  • Пълен списък на използваната литература
  • Послеслов

    • Глава 9. Елементарни такси. Електрон и протон

    § 9.1. Електромагнитна маса и заряд. Въпрос за същността на таксата

    В глава 5 разбрахме механизма на инерцията, обяснихме какво е „инерционна маса“ и какви електрически явления и свойства на елементарните заряди я определят. В глава 7 направихме същото за явлението гравитация и „гравитационна маса“. Оказа се, че както инерцията, така и гравитацията на телата се определят от геометричния размер на елементарните частици и техния заряд. Тъй като геометричният размер е позната концепция, такива фундаментални явления като инерция и гравитация се основават само на едно малко проучено образувание - „заряд“. Досега понятието „заряд“ е мистериозно и почти мистично. Отначало учените се занимаваха само с макроскопични заряди, т.е. заряди на макроскопични тела. В началото на изучаването на електричеството в науката се използват идеи за невидими „електрически течности“, чийто излишък или дефицит води до наелектризиране на телата. Дълго време дебатът беше само за това дали е една течност или две от тях: положителна и отрицателна. Тогава откриха, че има „елементарни” носители на заряд, електрони и йонизирани атоми, т.е. атоми с излишен електрон или липсващ електрон. Още по-късно са открити „най-елементарните” носители на положителен заряд – протоните. Тогава се оказа, че има много "елементарни" частици и много от тях имат електрически заряд, а по отношение на големината този заряд винаги е

    е кратно на някаква минимална откриваема част от заряда q 0 ≈ 1,602 10− 19 C. това

    част се нарича „елементарен заряд“. Зарядът определя степента, до която тялото участва в електрическите взаимодействия и по-специално в електростатичните взаимодействия. Към днешна дата няма разбираемо обяснение какво е елементарен заряд. Всяко разсъждение по темата, че един заряд се състои от други заряди (например кварки с дробни стойности на заряд) не е обяснение, а схоластично „замазване“ на въпроса.

    Нека се опитаме сами да помислим за таксите, използвайки това, което вече сме установили по-рано. Нека си припомним, че основният закон, установен за зарядите, е законът на Кулон: силата на взаимодействие между две заредени тела е право пропорционална на произведението от величините на техните заряди и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях. Оказва се, че ако изведем закона на Кулон от някакви специфични вече проучени физически механизми, по този начин ще направим крачка в разбирането на същността на зарядите. Вече казахме, че елементарните заряди, по отношение на взаимодействието с външния свят, се определят изцяло от тяхното електрическо поле: неговата структура и неговото движение. И казаха, че след обяснението на инерцията и гравитацията в елементарните заряди не е останало нищо освен движещо се електрическо поле. А електрическото поле не е нищо повече от нарушените състояния на вакуум, етер, пленум. Е, нека бъдем последователни и се опитаме да намалим електрона и неговия заряд до движещо се поле! Вече се досетихме в глава 5, че протонът е напълно подобен на електрона, с изключение на знака на заряда и геометричния размер. Ако чрез редуциране на електрона до движещо се поле видим, че можем да обясним както знака на заряда, така и независимостта на количеството заряд на частиците от размера, тогава нашата задача ще бъде завършена, поне до първо приближение.

    § 9.2. Странни течения и странни вълни. Плосък електрон

    Първо, нека разгледаме изключително опростена моделна ситуация (Фиг. 9.1) на пръстеновиден заряд, движещ се по кръгова траектория с радиус r 0 . И нека като цяло

    електрически неутрален, т.е. в центъра му има заряд с противоположен знак. Това е така нареченият „плосък електрон“. Ние не твърдим, че това е истинският електрон, ние просто се опитваме да разберем засега дали е възможно да се получи електрически неутрален обект, еквивалентен на свободен елементарен заряд в плосък, двуизмерен случай. Нека се опитаме да създадем нашия заряд от свързаните заряди на етера (вакуум, пленум). Нека, за определеност, зарядът на пръстена е отрицателен и пръстенът се движи по посока на часовниковата стрелка (фиг. 9.1). В този случай токът I t протича обратно на часовниковата стрелка. Да изберем малки

    елемент на пръстена заряд dq и му присвоете малка дължина dl. Очевидно е, че във всеки момент от време елементът dq се движи с тангенциална скорост v t и нормално ускорение a n. С такова движение можем да свържем общия ток на елемента dI -

    векторно количество. Тази стойност може да бъде представена като постоянен тангенциален ток dI t, постоянно „завъртащ“ посоката си с потока

    време, тоест ускорено. Тоест имайки нормално ускорение dI&n. Трудност

    по-нататъшното разглеждане се дължи на факта, че досега във физиката разглеждахме главно променливи токове, чието ускорение лежи на същата права линия с посоката на самия ток. В този случай ситуацията е различна: токът перпендикулярендо неговото ускорение. Какво от това? Това обезсилва ли преди това твърдо установени закони на физиката?

    ориз. 9.1. Пръстеновият ток и неговият силов ефект върху пробния заряд

    Точно както неговото магнитно поле е свързано със самия елементарен ток (съгласно закона на Био-Савар-Лаплас), така и ускорението на елементарния ток е свързано с електрическото поле на индукция, както показахме в предишните глави. Тези полета упражняват силово действие F върху външния заряд q (фиг. 9.1). Тъй като радиусът r 0 е краен, тогава действията

    Елементарните токове на дясната (според фигурата) половина на пръстена не могат да бъдат напълно компенсирани от противоположния ефект на елементарните токове на лявата половина.

    По този начин между тока на пръстена I и външния тестов заряд q трябва

    възниква силово взаимодействие.

    В резултат открихме, че можем спекулативно да създадем обект, който като цяло ще бъде напълно електрически неутрален по конструкция, но ще съдържа пръстенов ток. Какво е пръстеновиден ток във вакуум? Това е токът на отклонение. Можете да си го представите като кръгово движение на свързани отрицателни (или обратното - положителни) вакуумни заряди с пълен покой на противоположните заряди, разположени

    V център. Може да си представим и като съвместно кръгово движение на положителни и отрицателни свързани заряди, но с различни скорости или по различни радиуси или

    V различни страни... В крайна сметка, както и да погледнем на ситуацията, ще бъде

    свеждат до въртящо се електрическо поле E, затворено в кръг . Това създава магнитно полеБ, свързано с факта, че протичат течения и допълнителни, неограничени крпри hom електрическо поле Eind , поради факта, че тези теченияускорено.

    Точно това наблюдаваме в близост до реални елементарни заряди (например електрони)! Ето нашата феноменология на така нареченото „електростатично“ взаимодействие. Свободните заряди (с дробни или други стойности на заряд) не са необходими за изграждане на електрон. Достатъчно е просто свързани вакуумни заряди! Не забравяйте, че според съвременните концепции фотонът също се състои от движещо се електрическо поле и като цяло е електрически неутрален. Ако фотонът е „извит“ в пръстен, тогава той ще има заряд, тъй като неговото електрическо поле сега ще се движи не праволинейно и равномерно, а ускорено. Сега е ясно как се формират заряди с различни знаци: ако полето E в „модела на пръстена“ (фиг. 9.1) е насочено от центъра към периферията на частицата, тогава зарядът е с един знак, ако обратното , след това на другия. Ако отворим електрон (или позитрон), създаваме фотон. В действителност, поради необходимостта от запазване на ъглов импулс, за да превърнете заряд във фотон, трябва да вземете два противоположни заряда, да ги съберете заедно и в крайна сметка да получите два електрически неутрални фотона. Това явление (реакция на анихилация) всъщност се наблюдава в експерименти. Така че това е зарядът - това е въртящ момент на електрическото поле! След това ще се опитаме да направим формули и изчисления и да изведем закона на Кулон от законите на индукцията, приложени към случая на променлив ток на отклонение.

    § 9.3. Законът на Кулон като следствие от закона за индукцията на Фарадей

    Нека покажем, че в двумерно (плоско) приближение един електрон в електростатичен смисъл е еквивалентен на кръговото движение на ток, което е равно по големина на зарядния ток q 0, движещ се по радиус r 0 със скорост равна на скоростта на светлината c .

    За да направим това, разделяме общия кръгов ток I (фиг. 9.1) на елементарни токове Idl, изчисляваме dE ind, действащ в точката, където се намира тестовият заряд q, и интегрираме върху пръстена.

    И така, токът, протичащ в нашия случай през пръстена, е равен на:

    (9.1) I = q 0 v = q 0 c . 2 π r 0 2 π r 0

    Тъй като този ток е криволинеен, тоест ускорен, той е такъв

    променливи:

    И. Мисюченко

    Божията последна тайна

    dt 2 π r

    2π r

    където a е центростремителното ускорение, което изпитва всеки елемент на тока, когато се движи в кръг със скорост c.

    Замествайки известния от кинематиката израз за ускорение a = c 2, получаваме: r 0

    q0 c2

    2π r

    2 π r 2

    Ясно е, че производната за текущия елемент ще бъде изразена с формулата:

    dl =

    q0 c2

    дл.

    2π r

    2 π r 2

    Както следва от закона на Biot-Savart-Laplace, всеки токов елемент Idl създава „елементарно“ магнитно поле в точката, където се намира пробният заряд:

    (9,5) dB =

    аз [ dl , rr ]

    От глава 4 е известно, че променливото магнитно поле на елементарен ток генерира електрическо:

    (9.6) dE r = v r B dB r =

    μ 0

    I[dl,r]

    Сега нека заместим в този израз стойността на производната на елементарния кръгов ток от (9.4):

    dl sin(β)

    dE =

    2 π r 2

    Остава да интегрираме тези елементарни напрегнатости на електрическото поле по контура на тока, т.е. върху всички dl, които сме идентифицирали в кръга:

    q0 c2

    грях (β)

    r 2 ∫

    грях (β)

    E = ∫ dE = ∫ 8 π

    2 π r 2

    dl =

    16 π 2 ε

    дл.

    Лесно е да се види (фиг. 9.1), че интегрирането по ъгли ще даде:

    (9.9) ∫

    грях (β)

    4 π r 2

    dl = 2 π r0

    r 2 0

    r 2 0 .

    Съответно общата стойност на напрегнатостта на електрическото поле на индукция E ind от нашия криволинеен ток в точката, където се намира пробният заряд, ще бъде равна.

    В тази статия ще намерите информация за протона, като елементарна частица, която формира основата на Вселената заедно с другите й елементи, използвани в химията и физиката. Ще се определят свойствата на протона, неговите характеристики в химията и стабилността.

    Какво е протон

    Протонът е един от представителите на елементарните частици, който се класифицира като барион, напр. в който фермионите си взаимодействат силно, а самата частица се състои от 3 кварка. Протонът е стабилна частица и има личен импулс - спин ½. Физическото обозначение на протона е стр(или стр +)

    Протонът е елементарна частица, която участва в процеси от термоядрен тип. Именно този тип реакция е по същество основният източник на енергия, генерирана от звездите във Вселената. Почти цялото количество енергия, освободена от Слънцето, съществува само поради комбинацията от 4 протона в едно хелиево ядро ​​с образуването на един неутрон от два протона.

    Свойства, присъщи на протона

    Протонът е един от представителите на барионите. Това е факт. Зарядът и масата на протона са постоянни величини. Протонът е електрически зареден +1, а масата му се определя в различни мерни единици и е в MeV 938,272 0813(58), в килограми на протон теглото е в цифри 1,672 621 898(21) 10 −27 kg, в единици атомни маси теглото на един протон е 1,007 276 466 879(91) a. e.m., и по отношение на масата на електрона, протонът тежи 1836,152 673 89 (17) по отношение на електрона.

    Протон, чиято дефиниция вече беше дадена по-горе, от гледна точка на физиката е елементарна частица с проекция на изоспин +½, а ядрената физика възприема тази частица с обратен знак. Самият протон е нуклон и се състои от 3 кварка (два u кварка и един d кварк).

    Структурата на протона е експериментално изследвана от ядрения физик от Съединените американски щати Робърт Хофстадтер. За да постигне тази цел, физикът сблъсква протони с високоенергийни електрони и получава Нобелова награда за физика за своето описание.

    Протонът съдържа ядро ​​(тежко ядро), което съдържа около тридесет и пет процента от енергията на електрическия заряд на протона и има доста висока плътност. Обвивката около ядрото е относително разредена. Обвивката се състои основно от виртуални мезони от тип и p и носи около петдесет процента от електрическия потенциал на протона и се намира на разстояние приблизително от 0,25 * 10 13 до 1,4 * 10 13 . Още повече, на разстояние от около 2,5 * 10 13 сантиметра, черупката се състои от и w виртуални мезони и съдържа приблизително останалите петнадесет процента от електрическия заряд на протона.

    Протонна стабилност и стабилност

    В свободно състояние протонът не показва никакви признаци на разпад, което показва неговата стабилност. Стабилното състояние на протона, като най-лек представител на барионите, се определя от закона за запазване на броя на барионите. Без да нарушават закона SBC, протоните са способни да се разпадат на неутрино, позитрони и други, по-леки елементарни частици.

    Протонът на ядрото на атомите има способността да улавя определени видове електрони, имащи K, L, M атомни обвивки. Протонът, завършил улавянето на електрони, се трансформира в неутрон и в резултат на това освобождава неутрино, а „дупката“, образувана в резултат на улавянето на електрони, се запълва с електрони отгоре на долните атомни слоеве.

    В неинерционните референтни системи протоните трябва да придобият ограничен живот, който може да бъде изчислен, поради ефекта на Унру (излъчване), който в квантовата теория на полето предсказва възможното наблюдение на топлинно излъчване в референтна система, която се ускорява в липсата на този вид радиация. По този начин протонът, ако има ограничен живот, може да претърпи бета разпад в позитрон, неутрон или неутрино, въпреки факта, че самият процес на такова разпадане е забранен от ZSE.

    Използване на протони в химията

    Протонът е Н атом, изграден от един протон и няма електрон, така че в химичен смисъл протонът е едно ядро ​​от Н атом. Неутронът, сдвоен с протон, създава ядрото на атома. В PTHE на Дмитрий Иванович Менделеев номерът на елемента показва броя на протоните в атома на даден елемент, а номерът на елемента се определя от атомния заряд.

    Водородните катиони са много силни акцептори на електрони. В химията протоните се получават главно от органични и минерални киселини. Йонизацията е метод за производство на протони в газови фази.

    Протоните участват в термоядрените реакции, които са основният източник на енергия, генерирана от звездите. По-специално реакциите стр-цикъл, който е източник на почти цялата енергия, излъчвана от Слънцето, се свежда до комбинирането на четири протона в ядро ​​на хелий-4 с превръщането на два протона в неутрони.

    Във физиката се обозначава протон стр(или стр+). Химичното обозначение на протона (разглеждан като положителен водороден йон) е H +, астрофизичното обозначение е HII.

    Отваряне

    Протонни свойства

    Съотношението на масите на протона и електрона, равно на 1836,152 673 89(17), с точност 0,002% е равно на стойността 6π 5 = 1836,118…

    Вътрешната структура на протона е изследвана за първи път експериментално от R. Hofstadter чрез изследване на сблъсъци на лъч от електрони с висока енергия (2 GeV) с протони (Нобелова награда по физика 1961 г.). Протонът се състои от тежко ядро ​​(ядро) с радиус cm, с висока плътност на масата и заряда, носещо ≈ 35% (\displaystyle \приблизително 35\,\%)електрически заряд на протона и относително разредената обвивка около него. На разстояние от ≈ 0 , 25 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \приблизително 0(,)25\cdot 10^(-13))към ≈ 1 , 4 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \приблизително 1(,)4\cdot 10^(-13)) cm тази обвивка се състои главно от виртуални ρ - и π -мезони, носещи ≈ 50% (\displaystyle \приблизително 50\,\%)електрически заряд на протона, след това на разстоянието ≈ 2 , 5 ⋅ 10 − 13 (\displaystyle \приблизително 2(,)5\cdot 10^(-13)) cm разширява обвивка от виртуални ω - и π -мезони, носещи ~15% от електрическия заряд на протона.

    Налягането в центъра на протона, създадено от кварките, е около 10 35 Pa (10 30 атмосфери), т.е. по-високо от налягането вътре в неутронните звезди.

    Магнитният момент на протона се измерва чрез измерване на съотношението на резонансната честота на прецесия на магнитния момент на протона в дадено равномерно магнитно поле и циклотронната честота на кръговата орбита на протона в същото поле.

    Има три физически величини, свързани с протон, които имат размерността на дължината:

    Измерванията на протонния радиус с помощта на обикновени водородни атоми, извършени по различни методи от 1960 г., доведоха (CODATA -2014) до резултата 0,8751 ± 0,0061 фемтометър(1 fm = 10 −15 m). Първите експерименти с мюонни водородни атоми (където електронът е заменен с мюон) дадоха 4% по-малък резултат за този радиус: 0,84184 ± 0,00067 fm. Причините за тази разлика все още не са ясни.

    Стабилност

    Свободният протон е стабилен, експерименталните изследвания не разкриват признаци на неговия разпад (долната граница на живота е 2,9⋅10 29 години, независимо от канала на разпадане, 1,6⋅10 34 години за разпадане на позитрон и неутрален пион, 7,7⋅ 10 33 години за разпадане на положителен мюон и неутрален пион). Тъй като протонът е най-лекият от барионите, стабилността на протона е следствие от закона за запазване на барионното число - протонът не може да се разпадне на по-леки частици (например на позитрон и неутрино), без да наруши този закон. Въпреки това, много теоретични разширения на Стандартния модел предвиждат процеси (все още ненаблюдавани), които биха довели до незапазване на барионното число и следователно до разпадане на протони.

    Протон, свързан в атомно ядро, е способен да улови електрон от електронната K-, L- или M-обвивка на атома (така нареченото „захващане на електрони“). Протон на атомното ядро, абсорбирайки електрон, се превръща в неутрон и едновременно с това излъчва неутрино: p+e − →+ν д . „Дупка“ в K-, L- или M-слоя, образувана от улавяне на електрон, се запълва с електрон от един от лежащите над него електронни слоеве на атома, излъчващ характерни рентгенови лъчи, съответстващи на атомния номер З− 1 и/или Оже електрони. Известни са над 1000 изотопа от 7
    4 до 262
    105, разпадащ се чрез улавяне на електрони. При достатъчно високи налични енергии на разпад (по-горе 2m e c 2 ≈ 1,022 MeV) отваря се конкурентен канал на разпадане - позитронно разпадане p → +e ++ν д . Трябва да се подчертае, че тези процеси са възможни само за протон в някои ядра, където липсващата енергия се попълва чрез прехода на получения неутрон към по-ниска ядрена обвивка; за свободен протон те са забранени от закона за запазване на енергията.

    Източникът на протони в химията са минерални (азотна, сярна, фосфорна и други) и органични (мравчена, оцетна, оксалова и други) киселини. Във воден разтвор киселините са способни да се дисоциират с елиминирането на протон, образувайки хидрониев катион.

    В газовата фаза протоните се получават чрез йонизация - отнемане на електрон от водороден атом. Йонизационният потенциал на невъзбуден водороден атом е 13,595 eV. Когато молекулярният водород се йонизира от бързи електрони при атмосферно налягане и стайна температура, първоначално се образува молекулярният водороден йон (H 2 +) - физическа система, състояща се от два протона, държани заедно на разстояние 1,06 от един електрон. Стабилността на такава система, според Полинг, се дължи на резонанса на електрона между два протона с „резонансна честота“, равна на 7·10 14 s −1. Когато температурата се повиши до няколко хиляди градуса, съставът на продуктите на водородна йонизация се променя в полза на протоните - Н +.

    Приложение

    Лъчите от ускорени протони се използват в експерименталната физика на елементарните частици (изследване на процесите на разсейване и производството на лъчи от други частици), в медицината (протонна терапия за рак).

    Вижте също

    Бележки

    1. http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Фундаментални физически константи --- Пълен списък
    2. CODATA Стойност: протонна маса
    3. CODATA Стойност: протонна маса в u
    4. Ахмед С. и др.Ограничения върху нуклонния разпад чрез невидими режими от обсерваторията за неутрино Съдбъри (английски) // Physical Review Letters: списание. - 2004. - кн. 92, бр. 10. - С. 102004. - DOI:10.1103/PhysRevLett.92.102004. - Bibcode: 2004PhRvL..92j2004A. - arXiv:hep-ex/0310030. - PMID 15089201.
    5. CODATA Стойност: еквивалент на енергията на масата на протона в MeV
    6. CODATA Стойност: съотношение на масата на протон-електрон
    7. , С. 67.
    8. Хофстадтер П.Структура на ядра и нуклони // Phys. - 1963. - Т. 81, № 1. - С. 185-200. - ISSN. - URL: http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/
    9. Щелкин К. И.Виртуални процеси и структурата на нуклона // Физика на микросвета - М.: Атомиздат, 1965. - С. 75.
    10. Жданов Г. Б.Еластично разсейване, периферни взаимодействия и резонанси // Частици с висока енергия. Високи енергии в космоса и лаборатории - М.: Наука, 1965. - С. 132.
    11. Burkert V. D., Elouadrhiri L., Girod F. X.