Нейтрон

Нейтрон – це елементарна частинка без електричного заряду, що входить до складу ядра атома.

Історія відкриття нейтрона

Відкриття нейтрона було важливою подією в історії науки. До цього часу відомо було про дві основні частинки атома: електрони, які рухаються навколо ядра з від’ємним зарядом, та протони, які мають додатній заряд і утворюють ядро. Якщо враховувати взаємодію протонів з електронами, то атом мав би бути нестійким, оскільки електрони повинні рухатися по колу навколо ядра і випромінювати енергію. Однак, було відомо, що атоми є стійкими і існують тривалий час. Тому, у 1930 році, було запропоновано існування ще однієї нейтральної частинки, яка утримує ядра разом.

У 1932 році, Джеймс Чедвік замовив від Мілтона Гамільтона, щоб той зробив експеримент для виявлення цієї нової частинки. Гамільтон використовував високоенергетичні протони, які були випущені з пушки, щоб бомбардувати берилієві ядра. Після цього ядра берилію викидалися в зону детектора, який мав на меті виявити вторинні частинки, випущені під час розпаду ядер. Після кількох місяців роботи Гамільтон та його колега Джон Кромштроут виявили нову нейтральну частинку, яку назвали нейтроном.

Фізичні властивості та будова нейтрона

Нейтрон є елементарною частинкою без електричного заряду. Він має масу, яка приблизно дорівнює масі протона, і його розмір дещо більше за розмір протона. Фактично, нейтрон і протон мають дуже схожі фізичні властивості, за винятком того, що нейтрон не має електричного заряду.

Нейтрон складається з трьох основних частинок: двох довгих кварків та одного короткого кварку. Кварки – це елементарні частинки, з яких складаються протони та нейтрони. Довгі кварки, які мають назви “верхній” та “нижній”, мають електричний заряд, тоді як короткий кварк, який називається “середній”, не має електричного заряду.

Хоча нейтрон не має електричного заряду, він має магнітний момент. Магнітний момент нейтрона є відображенням того, як швидко він обертається навколо своєї осі. Однією з ключових властивостей нейтрона є його взаємодія з іншими частинками. Якщо нейтрон стикається з протоном, то вони можуть утворити ядро. Якщо нейтрон стикається з іншим нейтроном, то може відбутися ядерний розпад.

Існує два типи нейтронів – легкі та важкі. Легкі нейтрони мають масу приблизно 1,008665 далтонів, тоді як важкі нейтрони мають масу приблизно 1,009187 далтонів. Легкі нейтрони найчастіше зустрічаються в природі, а важкі нейтрони виникають в результаті ядерних реакцій.

Іншою важливою характеристикою нейтрона є його період напіврозпаду. Період напіврозпаду – це час, за який половина з певної кількості радіоактивних частинок розпадається. У випадку з нейтронами, період напіврозпаду дуже короткий – близько 10 хвилин.

Нейтрони можуть існувати в різних енергетичних станах, що відображається у їх спектрі. Відповідно до законів квантової механіки, енергетичний стан нейтрона може бути представлений як комбінація різних значень спіна та кутового моменту.

Нейтрони також мають властивість засвоювати нейтрони. Це означає, що якщо нейтрон взаємодіє з іншим нейтроном, він може збільшити свою енергію та вийти з ядра, що може призвести до розщеплення ядра та виникнення ядерної реакції ланцюгової реакції. Це процес, який використовується у ядерних реакторах на атомних електростанціях та ядерних бомбах.

Нейтрони також мають властивість розсіюватися на ядрах, що може використовуватися для вивчення властивостей ядер. Для цього нейтрони піддаються розсіюванню на пробнику, а потім аналізуються за допомогою детекторів.

Ще однією властивістю нейтронів є їх взаємодія з різними матеріалами. Нейтрони можуть бути замедлені у різних матеріалах, що може бути використано для контролю над ядерними реакціями та застосувано у промисловості.

Заключення

У цій статті було розглянуто історію відкриття нейтрона, його фізичні властивості та будову.

Нейтрон – це фундаментальна частинка, яка не має заряду, але має масу, магнітний момент та інші властивості.

Нейтрон має важливі застосування у ядерній фізиці, медицині, промисловості та інших галузях.

Наприклад, нейтронні джерела можуть використовуватися для індустріального контролю та діагностики матеріалів.

Також нейтрони використовуються у лікуванні раку та інших захворювань.

Що таке нейтрон у фізиці: будова, властивості і використання

Що таке нейтрон? Таке запитання найчастіше виникає у людей, які не займаються ядерною фізикою, адже під нейтроном в ній розуміють елементарну частинку, яка не має електричного заряду і володіє масою, що перевищує електронну в 1838,4 рази. Разом з протоном, маса якого трохи менше, ніж маса нейтрона, він є “цеглинкою” атомного ядра. У фізиці елементарних частинок нейтрон і протон покладаються двома різними формами однієї частинки – нуклона.

Будова нейтрона

Нейтрон присутній у складі ядер атомів для кожного хімічного елемента, виняток становить лише атом водню, ядро якого являє собою один протон. Що таке нейтрон, яке будова він має? Хоча він і називається елементарним “цеглинкою” ядра, але все ж має свою внутрішню структуру. Зокрема, він відноситься до сімейства баріонів і складається з трьох кварків, два з яких є кварками нижнього типу, а один – верхнього. Всі кварки мають дробовий електричний заряд: верхній заряджений позитивно (+2/3 від заряду електрона), а нижній – негативно (-1/3 електронного заряду). Саме тому нейтрон не має електричного заряду, адже він у складових його кварків просто компенсується. Тим не менш, магнітний момент нейтрона не дорівнює нулю.

У складі нейтрона, визначення якого було дано вище, кожен кварк з’єднаний з іншими за допомогою глюонового поля. Глюон є частинкою, відповідальної за утворення ядерних сил.

Крім маси в кілограмах і атомних одиницях маси, в ядерній фізиці масу частинки описують також в Гев (гигаэлектронвольтах). Це стало можливим після відкриття Ейнштейном свого знаменитого рівняння E=mc2, яка зв’язує енергію з масою. Що таке нейтрон в Гев? Це величина 0,0009396, яка трохи більше аналогічної для протона (0,0009383).

✅Чим відрізняється материк від континенту

У курсі географії в школі перед учнями періодично спливають 2 поняття – материк і континент, які вживаються вчителем щодо Африки, Америки чи Австралії. Небайдужу до предмета дитину, та й дорослого, можуть зацікавити відмінності між цими термінами.

Що таке материк і континент

Материк – це величезний масив суші, що омивається водою. Трактування даного поняття окремими вченими уточнює, що більша частина материка піднята над рівнем Світового океану.

Деякі автори не представляють визначення даного об’єкта без пояснення, що він складається з материкової або континентальної земної кори.

Остання, на відміну від океанічної, тришарова і складається з шару базальтів, гранітів і осадових порід, розташованих на астеносфері, напіврідкому, в’язкому верхньому шарі магми.

Спочатку на Землі існував єдиний материк. Спочатку Нуна. Потім – Родинія. Можливо Паннотія. Кожен з гігантів в свій час розпадався на частини і збирався в новий суперконтинент. Останнім «повним зібранням материків» стала Пангея. Тріщати по швах вона розпочала наприкінці Тріаса.

Спочатку «розійшлися і поділили майно» Гондвана з Лавразию. Потім Гондвана розповзлася на 4 материки:

• смарагдову Південну Америку;
• жовто-гарячу Африку;
• сипучо-колючу Австралію;
• білосніжну красуню Антарктиду.

Іноді гондванські материки іменуються Південною групою. Спільність їх походження підтверджується загальним порядком залягання гірських порід і контуром берегової лінії. В окремих місцях, наприклад східна частина Південної Америки і західна Африка, вони збігаються, як пазл.

У мезозої, на початку Юрського періоду, пані Лавразія розвалилася на 2 частини – основи сьогоднішніх материків Північної Америки та Євразії. До цього часу сформувалися Атлантичний, Індійський океан і Тетіс, попередник Тихого океану.

Причиною розривів, поділів і дроблень супер-материка стали горизонтальні тектонічні рухи, які, до речі, не припинилися по сьогоднішній день.

В основі сьогоднішніх материків лежать давні докембрійські платформи. Наприклад, Австралійська, Афрікано-Аравійська або Східно-Європейська. У більшості випадків вони доповнені геосинклінальними поясами різних епох горотворення і молодими палеозойськими плитами.

Всі материки Землі, з урахуванням островів, займає всього лише 29% поверхні нашої планети, тобто одну третину, поступаючись першістю акваторії Світового океану.

Сьогодні на Землі існує рівно 6 материків. Якщо розставити їх за розмірами, то:

• на першому місці опиниться Євразія зі своїми 54,6 млн. км 2 ;
• на другому – Африка зі своїми 30,3 млн. км 2 ;
• на третьому – Північна Америка зі своїми 24,4 млн. км 2 ;
• на четвертому – Південна Америка зі своїми 17,8 млн. км 2 ;
• на п’ятому – Антарктида зі своїми 14,1 млн. км 2 ;
• на останньому – Австралія зі своїми 7,7 млн.км 2 ;

Континент – це великий масив суші, з усіх боків омивається водою. Велика частина континенту піднята над світовим океаном, менша, периферійна, втоплена у воді і називається шельфом і материковим схилом.

Річ у тім, що континент і материк є словами-синонімами, тому стосовно Африки та її 5 співтоваришам в рівній мірі можна вживати обидва терміни.

Відмінність материка від континенту полягає в наступному:

• Єдиною відмінністю материка від континенту є написання і звучання цих термінів. Семантичне навантаження обох слів однакова. Тому різниці між материком і континентом не існує.